RU2748132C1 - Method for detecting the possibility of a tsunami - Google Patents
Method for detecting the possibility of a tsunami Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748132C1 RU2748132C1 RU2020125819A RU2020125819A RU2748132C1 RU 2748132 C1 RU2748132 C1 RU 2748132C1 RU 2020125819 A RU2020125819 A RU 2020125819A RU 2020125819 A RU2020125819 A RU 2020125819A RU 2748132 C1 RU2748132 C1 RU 2748132C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waves
- tsunami
- seismic
- speed
- signals
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 23
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 19
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical class CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 4
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100040338 Ubiquitin-associated and SH3 domain-containing protein B Human genes 0.000 description 1
- 101710143616 Ubiquitin-associated and SH3 domain-containing protein B Proteins 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- SESFRYSPDFLNCH-UHFFFAOYSA-N benzyl benzoate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OCC1=CC=CC=C1 SESFRYSPDFLNCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
- G01V1/3808—Seismic data acquisition, e.g. survey design
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V9/00—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сейсмологии, а именно к способам определения предвестников цунами, ураганов и тропических штормов.The invention relates to the field of seismology, and in particular to methods for determining the precursors of tsunamis, hurricanes and tropical storms.
Известны способы определения предвестника цунами (патент RU №22082184 [1], патент RU №2066467 [2], авторское свидетельство SU №1300393 [3]), включающие формирование упругих колебаний, их регистрацию, сравнение их с опорным сигналом, определение сейсмических параметров среды.Known methods for determining the precursor of a tsunami (patent RU No. 22082184 [1], patent RU No. 2066467 [2], copyright certificate SU No. 1300393 [3]), including the formation of elastic vibrations, their registration, comparing them with a reference signal, determination of seismic parameters of the environment ...
Недостатком данных способов является необходимость подавления квазисинусоидальных помех, а также помех техногенного характера.The disadvantage of these methods is the need to suppress quasi-sinusoidal interference, as well as technogenic interference.
Кроме того, определение координат гипоцентра морского землетрясения и его магнитуды посредством наземных сейсмографов Отягощено невысокой точностью измерений, что не позволяет с достаточной достоверностью установить признаки для выполнения оценки возможности наступления цунами, так как на значительных расстояниях (больших размеров очага) невозможно определить характер деформации дна, а существенная волна цунами возникает только при вертикальных или наклонных его движениях.In addition, the determination of the coordinates of the hypocenter of a sea earthquake and its magnitude by means of ground seismographs is burdened by the low accuracy of measurements, which does not allow to establish with sufficient reliability the signs for assessing the possibility of a tsunami onset, since at significant distances (large sizes of the source) it is impossible to determine the nature of the bottom deformation, and a significant tsunami wave occurs only during its vertical or inclined movements.
Известен также способ определения опасности цунами (патент RU №22066466 [4]), включающий размещение в прибрежной зоне на глубине более 100 м групп устройств регистрации, соединение их трактом связи с наземными станциями приема и обработки сигналов путем поэтапного определения опасности цунами. На расстоянии 2-4 тысяч километров от берега устанавливают еще одну группу устройств регистрации, а групп устройств регистрации в прибрежной зоне размещают на расстоянии, обеспечивающем необходимое время на защиту охраняемого района, определяемом на основании формульной зависимости. Факт возникновения цунами устанавливают по сигналам дальних устройств, а по сигналам ближних устройств регистрации, установленных в прибрежной зоне на глубине более 100 м, определяют степень опасности волны цунами для охраняемого района.There is also known a method for determining the danger of a tsunami (patent RU No. 22066466 [4]), including the placement in the coastal zone at a depth of more than 100 m groups of registration devices, connecting them with a communication path with ground stations for receiving and processing signals by stage-by-stage determination of the tsunami hazard. Another group of registration devices is installed at a distance of 2-4 thousand kilometers from the coast, and groups of registration devices in the coastal zone are placed at a distance that provides the necessary time to protect the protected area, determined on the basis of a formula dependence. The fact of the occurrence of a tsunami is established by signals from distant devices, and by signals from near recording devices installed in the coastal zone at a depth of more than 100 m, the degree of danger of a tsunami wave for the protected area is determined.
Поэтапное определение опасности цунами в известном способе [4] обеспечивает повышение надежности прогноза цунами по сравнению с аналогами [1-3]. Однако размещение регистрирующих устройств на глубинах более 100 м огранивает информативность получения первичных сигналов, и как следствие этого снижает достоверность прогноза, так как известно, что наибольшая информативность первичных сигналов наблюдается на глубинах 6-10 м от уровня прилива, вблизи берега и вдоль континентальных шельфов.The step-by-step determination of the tsunami hazard in the known method [4] provides an increase in the reliability of the tsunami forecast in comparison with analogs [1-3]. However, the placement of recording devices at depths of more than 100 m limits the information content of obtaining primary signals, and as a result, reduces the reliability of the forecast, since it is known that the greatest information content of the primary signals is observed at depths of 6-10 m from the tide level, near the coast and along the continental shelves.
Кроме того, непосредственное использование зарегистрированных сигналов в качестве прямых предвестников цунами осложнено наличием помех, создаваемых шумами морской среды различного происхождения (динамические, обусловленные приливно-отливными движениями водной толщи, ветровыми волнами, турбулентными потоками в воде и атмосфере, дождями, прибойными движениями и т.п.), а также шумами от морских судов и прибрежных технических сооружений. Наличие помех также обусловлено воздействием сейсмических шумов, к которым, помимо сигналов, вызванных тектоническими сдвигами (землетрясениями), относятся также сигналы, обусловленные вулканической деятельностью и распространением цунами.In addition, the direct use of the recorded signals as direct precursors of a tsunami is complicated by the presence of interference created by the noises of the marine environment of various origins (dynamic, caused by tidal movements of the water column, wind waves, turbulent flows in the water and atmosphere, rains, surf movements, etc.). as well as noise from ships and coastal technical structures. The presence of interference is also due to the effect of seismic noise, which, in addition to signals caused by tectonic shifts (earthquakes), also include signals caused by volcanic activity and the propagation of tsunamis.
Кроме того, шумовые помехи могут быть следствием процессов образования и динамики ледяного покрова, а также взаимодействием ветра и подводных течений с неровностями ледяного покрова, биологических и тепловых процессов, что требует обеспечения высокого отношения сигнал/помеха при приеме сигналов.In addition, noise interference can be a consequence of the processes of formation and dynamics of the ice cover, as well as the interaction of wind and underwater currents with irregularities in the ice cover, biological and thermal processes, which requires a high signal-to-noise ratio when receiving signals.
Для повышения информативности в способе сейсмического микрорайонирования (авторское свидетельство SU №251694 [5]), включающем размещение исследуемых и опорных пунктов наблюдений на участках с различными инженерно-геологическими условиями, регистрацию в них сейсмических колебаний от землетрясений из потенциально опасных и других очаговых зон, определение динамических параметров сейсмических колебаний и их вариаций в каждом исследуемом пункте наблюдений относительно опорных в заданном частотном диапазоне исследований, дополнительно проводят трехкомпонентную регистрацию сейсмических колебаний по ортогональной ориентированной на потенциально опасные очаговые зоны сети профилей, с расстоянием между пунктами наблюдений, не превышающим 1/3-1/4 длины волны наиболее высокочастотных сейсмических колебаний, образующих информативные вариации амплитуд, а расстояние между профилями составляет 1/3-1/4 минимального пространственного периода информативных амплитудных вариаций высокочастотного диапазона сейсмических колебаний.To increase the information content in the method of seismic microzoning (copyright certificate SU No. 251694 [5]), including the placement of the investigated and reference points of observation in areas with different engineering and geological conditions, registration of seismic vibrations from earthquakes from potentially dangerous and other focal zones, determination dynamic parameters of seismic vibrations and their variations in each investigated observation point relative to the reference ones in a given frequency range of studies, in addition, three-component registration of seismic vibrations is carried out along an orthogonal network of profiles oriented to potentially dangerous focal zones, with a distance between observation points not exceeding 1 / 3-1 / 4 wavelengths of the most high-frequency seismic vibrations, forming informative amplitude variations, and the distance between the profiles is 1 / 3-1 / 4 of the minimum spatial period of informative amplitude variations of the high-frequency range seismic vibrations.
Однако ввиду того, что в общем случае величина амплитуд давления сейсмических сигналов зависит от величины вызвавшего сигнал вертикального смещения дна (определяемого произведением скорости смещения на длительность импульса); волнового сопротивления вод (определяемого произведением плотности воды на скорость звука); угла преломления акустической волны, вышедшей из дна в воду, а также удаления горизонта наблюдений от дна, достоверные сигналы могут регистрироваться на высоких частотах (50-80 Гц и выше), что ограничивает применение известного способа только при размещении пунктов наблюдений на участках с однородными инженерно-геологическими условиями, что существенно снижает информативность данного способа.However, in view of the fact that, in the general case, the magnitude of the pressure amplitudes of seismic signals depends on the magnitude of the vertical displacement of the bottom that caused the signal (determined by the product of the displacement velocity by the pulse duration); wave resistance of waters (determined by the product of the density of water by the speed of sound); the angle of refraction of the acoustic wave emerging from the bottom into the water, as well as the distance of the observation horizon from the bottom, reliable signals can be recorded at high frequencies (50-80 Hz and higher), which limits the application of the known method only when observing points are located in areas with homogeneous engineering -geological conditions, which significantly reduces the information content of this method.
Повышение информативности достигается в известном способе (патент RU №1787273 [6]), который заключается в задании региональных кусочно-непрерывных профилей, ориентировании их в крест простирания изучаемых тектонических элементов, задании поперечных профилей и проведении по ним наблюдений, в котором региональные профили задают в виде пар квазипараллельных кусочно-непрерывных профилей, а поперечные - в виде пересекающихся друг с другом кусочно-непрерывных профилей, ориентируют поперечные профили по простиранию изучаемых тектонических элементов, создают вокруг этих элементов замкнутый полигон, при этом положение каждой последующей пары профилей уточняют после получения данных в предыдущей паре профилей, а расстояние между региональными профилями определяют по размерам изучаемых тектонических элементов, что повышает информативность за счет возможности изучения сложно построенных сред.The increase in information content is achieved in the known method (patent RU No. 1787273 [6]), which consists in setting regional piecewise continuous profiles, orienting them to the strike cross of the studied tectonic elements, setting transverse profiles and conducting observations on them, in which regional profiles are set in in the form of pairs of quasi-parallel piecewise-continuous profiles, and the transverse ones in the form of piecewise-continuous profiles intersecting each other, orient the transverse profiles along the strike of the studied tectonic elements, create a closed polygon around these elements, while the position of each subsequent pair of profiles is specified after obtaining data in the previous pair of profiles, and the distance between regional profiles is determined by the size of the studied tectonic elements, which increases the information content due to the possibility of studying complexly constructed environments.
Однако данный способ имеет ограничения по применению, так как создание замкнутого полигона отягощено выполнением требований по обеспечению высокоточного координирования, что возможно обеспечить только в сухопутных условиях.However, this method has limitations in its application, since the creation of a closed polygon is burdened by the fulfillment of the requirements for ensuring high-precision coordination, which can only be ensured in land conditions.
В известном способе сейсмического микрорайонирования (патент RU №1787276 [7]), который заключается в возбуждении сейсмических колебаний невзрывным импульсным источником, регистрации их сейсмоприемниками, расположенными на участках с различными инженерно-геологическими условиями, определении значения скоростей поперечных волн, частотных характеристик зарегистрированных колебаний и оценке на основе этих характеристик приращения балльности, и в котором дополнительно возбуждают повышенные сейсмические колебания, по сравнению с первоначальными колебаниями, а в качестве величины, характеризующей частотную характеристику колебаний, используют величину, обратную средневзвешенному периоду в полосе частот 0,3-30 Гц, определяют приращение балльности для дополнительного возбуждения и вводят величину разности балльностей в качестве поправки за нелинейные эффекты в полученные ранее данные наблюдений, использовавшие маломощный, сейсмический источник, что повышает надежность и точность за счет более полного учета нелинейных свойств грунта.In the known method of seismic microzoning (patent RU No. 1787276 [7]), which consists in exciting seismic vibrations by a non-explosive impulse source, registering them with seismic receivers located in areas with different engineering and geological conditions, determining the value of shear wave velocities, frequency characteristics of recorded vibrations and assessment based on these characteristics of the increment in the score, and in which increased seismic vibrations are additionally excited in comparison with the initial vibrations, and as a value characterizing the frequency response of the vibrations, a value is used that is inverse to the weighted average period in the frequency band 0.3-30 Hz, determine the increment of the score for additional excitation and introducing the magnitude of the difference in scores as a correction for nonlinear effects into the previously obtained observational data using a low-power seismic source, which increases reliability and accuracy due to more full accounting of nonlinear soil properties.
Существенным недостатком данного способа является необходимость создания развивающегося напряжения в грунте не менее 0,1 и 5 кг/см, что в условиях морского дна является сложной технической задачей.A significant disadvantage of this method is the need to create a developing stress in the soil of at least 0.1 and 5 kg / cm, which in the conditions of the seabed is a complex technical problem.
Известен также способ сейсмической разведки (RU №1787275 [8]), который включает возбуждение и регистрацию интерференционной системой сейсмических сигналов по системе многократного профилирования и обработку полученных данных, в котором по сейсмограммам, полученным в результате предварительных работ на участке профилг исследований, строят скоростно-угловые спектры из соотношения временной задержки для годографа от двойного времени пробега волны по нормали к отражающей границе, удаления взрыв - прибор, эффективной скорости до границы и угла наклона границы, по построенным спектрам выделяют основные сейсмические волны и проводят последующие сейсмические работы на профиле для выбранных параметров сейсмических волн интерференционной регистрирующей системой с оптимальной характеристикой направленности, параметры которой определяют из соотношения в зависимости от текущего угла, кратности интерференционной системы, опорной частоты сигнала и запаздыванием между двумя годографами для углов наклона и текущих углов, что повышает эффективность сейсмической разведки в сложно построенных средах. Однако технический эффект данного способа может быть получен только в сухопутных условиях при отсутствии воздействия окружающей среды.There is also known a method of seismic exploration (RU No. 1787275 [8]), which includes the excitation and registration of seismic signals by an interference system using a multiple profiling system and processing of the obtained data, in which the speed- angular spectra from the ratio of the time delay for the hodograph from double the travel time of the wave along the normal to the reflecting boundary, the removal of the explosion - the device, the effective velocity to the boundary and the angle of inclination of the boundary, according to the constructed spectra, the main seismic waves are distinguished and subsequent seismic operations are carried out on the profile for the selected parameters seismic waves by an interference recording system with an optimal directional characteristic, the parameters of which are determined from the ratio depending on the current angle, the multiplicity of the interference system, the reference signal frequency and the delay between two hodographs for the slope angles at and current angles, which improves the efficiency of seismic surveys in complex environments. However, the technical effect of this method can be obtained only in land conditions in the absence of environmental impact.
В известном способе сейсмической разведки (патент RU №1787274 [9]), включающем разделение геологического объекта на глубинные этажи, определение наибольшей частоты сейсмических сигналов, приходящих с каждого этажа, расчет для каждого глубинного этажа шага квантования по времени меньшего чем 1/4 наибольшей частоты сейсмического сигнала для i-ro глубинного этажа, а по пространству меньшему или равному отношению длины волны наибольшей частоты сейсмического сигнала для ir0 этажа к углу наклона фронта приходящей волны, возбуждение, прием группами сейсмоприемников, цифровую регистрацию с рассчитанными шагами квантования по времени и пространству для каждого глубинного этажа и обработку принимаемых сигналов, в котором для каждого глубинного этажа определяют длину базы группирования сейсмоприемников по выражению, в котором длина базы равна или меньше отношения длины волны наибольшей частоты сейсмического сигнала для iго этажа к четырем синусам угла наклона фронта приходящей волны, что позволяет повысить отношение сигнал/помеха на этапе приема и повысить точность исследования при приеме сигналов.In the known method of seismic exploration (patent RU No. 1787274 [9]), including dividing a geological object into deep floors, determining the highest frequency of seismic signals coming from each floor, calculating for each deep floor a time quantization step less than 1/4 of the highest frequency seismic signal for the i-ro deep floor, and in space less than or equal to the ratio of the wavelength of the highest frequency of the seismic signal for the ir0 floor to the angle of inclination of the front of the incoming wave, excitation, reception by groups of seismic receivers, digital registration with calculated quantization steps in time and space for each submerged floor and processing the received signals, wherein for each depth of floor define comprehensive grouping length geophones on expression, in which the length of the base is equal to or less than the ratio of the seismic signal is the highest frequency wavelength for the i th floor to the four sine of the angle of inclination of the front of the incoming wave, that allow It improves the signal-to-noise ratio at the receiving stage and improves the accuracy of the study when receiving signals.
Технический результат, достигаемый при использовании данного способа, может быть получен только при жесткой привязке сейсмических приемников, что может быть обеспечено только в сухопутных условиях.The technical result achieved by using this method can be obtained only with a rigid binding of seismic receivers, which can only be achieved in land conditions.
В известном способе обнаружения возможности наступления катастрофических явлений (патент RU №2030769 [10]), включающем измерение параметра геофизического поля в контролируемом районе и суждение по полученным данным о возможности наступления катастрофических явлений, в котором измерения производят непрерывно, выявляют колебания измеряемого параметра и при обнаружении синусоидальных колебаний возрастающей частоты, имеющих амплитуду, статистически достоверно отличающуюся от фоновой для контролируемого района, и период от 100 до 1000000 с, судят о наличии возможности наступления катастрофических явлений, что повышает достоверность прогноза. Однако непосредственное использование этих сигналов в качестве прямых предвестников цунами осложнено наличием помех, создаваемых шумами морской среды различного происхождения, в связи, с чем возникает задача выделения подводных сейсмических сигналов на фоне шумов морской среды.In the known method for detecting the possibility of catastrophic events (patent RU No. 2030769 [10]), including measuring the parameter of the geophysical field in the controlled area and judging from the data obtained about the possibility of catastrophic events, in which measurements are made continuously, fluctuations in the measured parameter are detected and upon detection sinusoidal oscillations of increasing frequency, having an amplitude statistically significantly different from the background for the controlled area, and a period from 100 to 1,000,000 s, it is judged that there is a possibility of catastrophic events occurring, which increases the reliability of the forecast. However, the direct use of these signals as direct precursors of a tsunami is complicated by the presence of interference caused by the noises of the marine environment of various origins, in connection with which the problem arises of separating underwater seismic signals against the background of the noise of the marine environment.
Известна также система для определения колебаний водной поверхности (патент RU №2319984 С2, 20.03.2008 [11]), которая относится к сейсмической и акустической разведке районов, покрытых водой, и может быть использована для предупреждения о волнах цунами, возникающих вследствие подъема или опускания значительных водных масс океана. Известная система для определения колебаний водной поверхности [11], содержит микробарографы, разнесенные на фиксированные расстояния вдоль береговой линии. Микробарографы подключены через схему сравнения к системе оповещения. Дополнительно система для определения колебаний водной поверхности снабжена блоком памяти, пунктом контроля и двумя корреляторами. Техническим результатом является повышение достоверности определения колебаний водной поверхности, что достигается путем попарного размещения микробарографов вдоль береговой черты. Однако, колебания уровня моря вблизи берега искажаются вследствие рефракции, нелинейного взаимодействия волн друг с другом, рассеяния на нерегулярностях вдоль береговой линии. На них оказывают воздействие волновой захват и шельфовый резонанс, придонное трение на мелководье, а также локальный резонанс отдельных акваторий (бухт, фиордов и портов), где обычно устанавливаются мареографы. Все это затрудняет выделение неискаженного сигнала цунами.There is also known a system for determining the vibrations of the water surface (patent RU No. 2319984 C2, 03/20/2008 [11]), which relates to seismic and acoustic exploration of areas covered with water, and can be used to warn of tsunami waves arising from the rise or fall significant water masses of the ocean. The known system for determining the vibrations of the water surface [11] contains microbarographs spaced at fixed distances along the coastline. Microbarographs are connected via a comparison circuit to the warning system. Additionally, the system for determining the vibrations of the water surface is equipped with a memory unit, a control point and two correlators. The technical result is to increase the reliability of determining the vibrations of the water surface, which is achieved by pairwise placement of microbarographs along the coastline. However, sea level fluctuations near the coast are distorted due to refraction, nonlinear interaction of waves with each other, scattering at irregularities along the coastline. They are influenced by wave capture and shelf resonance, bottom friction in shallow water, as well as local resonance of individual water areas (bays, fjords and ports), where tide gauges are usually installed. All this makes it difficult to separate the undistorted tsunami signal.
Наиболее широкий спектр сигналов с последующей их обработкой позволяет получить более достоверный прогноз наступления катастрофических явлений, можно получить при использовании способа сейсмической разведки (патент RU №2030766 [12]), включающего возбуждение упругих колебаний, их регистрацию сейсмоприемниками, каждый из которых содержит три датчика, расположенных под углом 45 градусов к горизонтальной плоскости, и обработку полученных записей с выделением полезного сигнала, в котором одновременно возбуждают упругие волны Р и S-типа, регистрацию проводя! сейсмоприемниками, каждый из которых дополнительно содержит четвертый датчик, при этом все датчики равномерно распределены по азимуту, при обработке полученных записей рассчитывают прямоугольные декартовые координаты полного вектора волнового поля в каждой точке приема путем сравнения модулей декартовых проекций, рассчитанных в каждой точке приема, с модулем полного вектора в данной точке приема, выделяют три монотипные линейно-поляризованные волны РР-, SV-, SH-типа и нелинейно-поляризованную волну, которые используют в качестве полезного сигнала.The widest range of signals with their subsequent processing allows you to get a more reliable forecast of the onset of catastrophic phenomena, can be obtained using the method of seismic exploration (patent RU No. 2030766 [12]), including the excitation of elastic vibrations, their registration by seismic receivers, each of which contains three sensors, located at an angle of 45 degrees to the horizontal plane, and processing the received records with the extraction of a useful signal, in which elastic waves of the P and S-type are simultaneously excited, registering! seismic receivers, each of which additionally contains a fourth sensor, while all sensors are evenly distributed in azimuth, when processing the received records, rectangular Cartesian coordinates of the total wave field vector at each receiving point are calculated by comparing the modules of Cartesian projections calculated at each receiving point with the modulus of the total vector at a given point of reception, three monotypic linearly polarized waves of the PP-, SV-, SH-type and a nonlinearly polarized wave are distinguished, which are used as a useful signal.
Регистрация сигналов фазы (РР), характеризующей приход волн, связанный с распространением в земной коре волн сжатия, и фазы (S), характеризующей вторичный приход волн, связанный с распространением в земной коре поперечных волн, скорость распространения которых приблизительно в два раза меньше скорости распространения продольных волн, существенно повышает надежность прогноза предвестника землетрясений, однако в тех случаях, когда очаг землетрясения достаточно близок ко дну океана, в гидроакустических сигналах присутствует Т-фаза, третичный приход волн, скорость которого близка к скорости звука в воде (Walker D.A. and Bernard E.N. Comparison of t-phase spectra and tsunami. Amplitudes for tsunamigenic and other earthquakes. J. Geophys. Res., 98, №7, p.12557-12565, 1993 [13]). Подводные же землетрясения, очаги которых достаточно близки к поверхности дна океана, могут обуславливать его значительные вертикальные подвижки, вызывающие на поверхности воды гравитационные волны, которые, в свою очередь, распространяясь в мелкой воде прибрежной зоны океана, могут вызывать цунами (Okal Е.А. Seismic parameters controlling far-field tsunami amplitudes: A review, nat. hazards. 1, p.69-96, 1988 [14]). В данном способе, как и в известных способах [1-12], сигналы, обусловленные третичным приходом волн, не учитываются, что существенно снижает вероятность прогноза.Registration of signals of the phase (PP), characterizing the arrival of waves associated with the propagation of compression waves in the earth's crust, and the phase (S), characterizing the secondary arrival of waves associated with the propagation of shear waves in the earth's crust, the propagation velocity of which is approximately two times less than the propagation velocity longitudinal waves, significantly increases the reliability of the prediction of the precursor of earthquakes, however, in cases where the earthquake source is close enough to the ocean floor, the hydroacoustic signals contain a T-phase, the tertiary arrival of waves, the speed of which is close to the speed of sound in water (Walker DA and Bernard EN Comparison of t-phase spectra and tsunami. Amplitudes for tsunamigenic and other earthquakes. J. Geophys. Res. 98, No. 7, p. 12557-12565, 1993 [13]). Underwater earthquakes, the sources of which are close enough to the surface of the ocean floor, can cause its significant vertical movements, causing gravitational waves on the water surface, which, in turn, propagating in the shallow water of the coastal zone of the ocean, can cause tsunamis (Okal E.A. Seismic parameters controlling far-field tsunami amplitudes: A review, Nat. Hazards. 1, p. 69-96, 1988 [14]). In this method, as in the known methods [1-12], the signals due to the tertiary arrival of waves are not taken into account, which significantly reduces the probability of prediction.
В также известном способе определения предвестников цунами (патент RU №2292569 [15]), который включает размещение в прибрежной зоне и на удалении от прибрежной зоны групп устройств регистрации сигналов на глубинных горизонтах наблюдений, равномерно распределенных по азимуту, соединение их трактом связи с внешними станциями приема и обработки сигналов путем поэтапного определения опасности возникновения цунами с определением динамических параметров сейсмических колебаний и их вариаций в каждом исследуемом пункте наблюдений в заданном частотном диапазоне с обработкой регистрируемых сигналов в высокочастотном и низкочастотном диапазонах сейсмических колебаний с выделением фаз сигналов, характеризующих приход волн, связанный с распространением в земной коре волн сжатия и поперечных волн, в котором дополнительно регистрируют гидроакустические сигналы с Т-фазой; устройства регистрации размещены на горизонтах наблюдений, кратных 25 м, при максимальном горизонте наблюдений, равном 100 м; определяют приход акустической волны сейсмического происхождения по величине сдвига частоты рассеянного излучения, при этом посредством средств регистрации, размещенных в ближней зоне от очага землетрясения, выполняют анализ низкочастотных составляющих рассеянного сигнала, а в качестве опорных квазигармонических высокочастотных сигналов используют шумы судоходства; посредством средств регистрации, размещенных в прибрежной зоне, момент появления и направление прихода сейсмоакустических волн определяют путем узкополосной фильтрации и спектрального анализа волн на комбинационных частотах.In a well-known method for determining tsunami precursors (patent RU No. 2292569 [15]), which includes the placement in the coastal zone and at a distance from the coastal zone of groups of signal recording devices at deep observation horizons, evenly distributed in azimuth, connecting them with a communication path with external stations reception and processing of signals by step-by-step determination of the danger of a tsunami with the determination of the dynamic parameters of seismic vibrations and their variations in each studied observation point in a given frequency range with the processing of recorded signals in the high-frequency and low-frequency ranges of seismic vibrations with the separation of signal phases characterizing the arrival of waves associated with propagation of compression waves and shear waves in the earth's crust, in which hydroacoustic signals with a T-phase are additionally recorded; registration devices are located at observation horizons, multiples of 25 m, with a maximum observation horizon equal to 100 m; determining the arrival of an acoustic wave of seismic origin by the magnitude of the frequency shift of the scattered radiation, while using the means of registration located in the near zone from the earthquake source, the analysis of the low-frequency components of the scattered signal is performed, and the noise of shipping is used as the reference quasi-harmonic high-frequency signals; by means of registration means located in the coastal zone, the moment of appearance and the direction of arrival of seismoacoustic waves are determined by narrow-band filtering and spectral analysis of waves at combination frequencies.
Совокупность отличительных признаков данного способа по сравнению с известными способами [1-12], которые заключаются в регистрации гидроакустических сигналов с Т-фазой, размещении устройств регистрации сигналов на горизонтах наблюдений, кратных 25 м, при максимальном горизонте наблюдений, равном 100 м, определение прихода акустической волны сейсмического происхождения по величине сдвига частоты рассеянного излучения, при этом посредством средств регистрации, размещенных в ближней зоне от очага землетрясения, выполняют анализ низкочастотных составляющих рассеянного сигнала, а в качестве опорных квазигармонических высокочастотных сигналов используют шумы судоходства, а посредством средств регистрации, размещенных в прибрежной зоне, момент появления и направление прихода сейсмоакустических волн определяют путем узкополосной фильтрации и спектрального анализа волн на комбинационных частотах, что существенно повышает информативность за счет регистрации более широкого спектра сигналов путем выделения подводных сейсмоакустических сигналов на фоне шумов морской среды и как следствие этого надежность и достоверность прогноза вероятности возникновения цунами.The set of distinctive features of this method in comparison with the known methods [1-12], which consist in the registration of hydroacoustic signals with the T-phase, the placement of signal registration devices at observation horizons, multiples of 25 m, with a maximum observation horizon equal to 100 m, determination of arrival of an acoustic wave of seismic origin according to the magnitude of the frequency shift of the scattered radiation, while by means of registration means located in the near zone from the earthquake source, the analysis of the low-frequency components of the scattered signal is performed, and the noise of navigation is used as the reference quasi-harmonic high-frequency signals, the coastal zone, the moment of appearance and the direction of arrival of seismoacoustic waves are determined by narrow-band filtering and spectral analysis of waves at combination frequencies, which significantly increases the information content due to the registration of a wider spectrum of signals by the separation of underwater seismoacoustic signals against the background of the noise of the marine environment and, as a consequence, the reliability and reliability of the forecast of the probability of a tsunami.
В тоже время возбуждение волн цунами землетрясениями в сжимаемой жидкости сопровождается генерацией гидроакустических полей в более широком частотном диапазоне, а их энергия может превышать энергию волн цунами. При этом низкочастотные поля (f<1 Гц), так же как и волны цунами, возбуждаются в основном за счет вертикальных подвижек дна в эпицентре землетрясения. Возбуждение высокочастотных гидроакустических полей (фаза Т) происходит на значительно большей площади и существенно зависит от рельефа дна. Поэтому высокочастотные гидроакустические поля содержат относительно меньше информации собственно о формах движения дна в эпицентре землетрясения. Наличие интенсивных низкочастотных акустических полей в очаге цунами наблюдается в диапазоне 0,05-0,4 Гц, при этом основная энергия упругих колебаний превышает энергию волны цунами примерно в 300 раз (Левин Б.В., Носов М.А. Физика цунами, М.: Янус - К, 2005. 360 с. [16]).At the same time, the excitation of tsunami waves by earthquakes in a compressible fluid is accompanied by the generation of hydroacoustic fields in a wider frequency range, and their energy can exceed the energy of tsunami waves. In this case, low-frequency fields (f <1 Hz), like tsunami waves, are excited mainly due to vertical movements of the bottom at the epicenter of an earthquake. Excitation of high-frequency hydroacoustic fields (phase T) occurs over a much larger area and significantly depends on the bottom topography. Therefore, high-frequency hydroacoustic fields contain relatively less information on the actual shape of the bottom movement at the epicenter of an earthquake. The presence of intense low-frequency acoustic fields in the tsunami source is observed in the range 0.05-0.4 Hz, while the main energy of elastic vibrations exceeds the energy of the tsunami wave by about 300 times (Levin B.V., Nosov M.A. Tsunami Physics, M .: Janus - K, 2005.360 p. [16]).
На очень низких частотах (ниже 0,01 Гц) вследствие пренебрежимо малой толщины слоя океана по сравнению с длиной волны происходит непосредственное возбуждение анемобарических волн за счет перепадов атмосферного давления (Рабинович А.Б. Длинные гравитационные волны в океане: захват, резонанс, излучение. Спб.: Гидрометеоиздат, 1993, 325 с. [17]). Часть энергии микросейсм, распространяющихся под малыми углами к вертикали, рассеиваются в толще земли в виде объемных волн в соответствии с законом 1/г2. Другая часть микросейсм вследствие рефракции или отражения от нижележащих слоев возвращается к верхней границе и претерпевает повторные отражения и преобразования продольных волн в поперечные и наоборот. При этом могут образовываться поверхностные волны разных типов, которые могут распространяться на большие расстояния с малым затуханием (энергетический коэффициент затухания пропорционален 1/г). При этом образуются волны Релея, Стоунли и Лява. Скорость волн Релея всегда больше скорости звука в воде. Поэтому на достаточно высоких частотах, когда длина волны в водном слое соизмерима с глубиной океана, часть энергии волн Релея переходит в воду. Амплитуда волн при этом уменьшается. Оценки показывают, что влияние слоя воды при глубине океана 4 км начинает сказываться на частотах около 0,01 Гц. На частоте около 0,1 Гц волна, отраженная от поверхности жидкости, проходит на дно в противофазе, т.е. происходит максимальное подавление Релеевской волны. Наибольшее затухание при этом претерпевает основная мода, так как ее пучность расположена на границе вода - грунт. Высшие моды затухают меньше, поскольку имеется ряд пучностей этих мод в нижележащих слоях. За счет обмена акустической энергией между жидкостью и упругим основанием при достаточной глубине океана может возникнуть и распространяться вдоль дна поверхностная волна Стоунли. При этом вдоль вертикали по обе стороны границы располагаются неоднородные затухающие волны. При глубине океана 4 км образование волн Стоунли возможно на частотах начиная примерно с 1 Гц, а на частотах выше 10 Гц ограничивающим влиянием глубины океана можно пренебречь. Скорость волны Стоунли меньше скорости волн в воде и грунте, поэтому отсутствуют потери энергии за счет "вытекающих" волн. Отсюда следует, что возможное распространение волн Стоунли вдоль морского дна на большие расстояния на высоких частотах в отличие от волн Релея. Поверхностные волны Лява представляют собой поперечные колебания с горизонтальной поляризацией. Поэтому они не могут непосредственно возбуждаться волнами, падающими на границу из водной среды или за счет перепадов анемобарического давления. Их появление в составе микросейсм связано с преобразованием волн Релея н? неоднородностях земной коры, а также с сейсмической эмиссией из коры и верхней мантии.At very low frequencies (below 0.01 Hz), due to the negligible thickness of the ocean layer compared to the wavelength, direct excitation of anemobaric waves occurs due to changes in atmospheric pressure (Rabinovich A.B. Long gravitational waves in the ocean: capture, resonance, radiation. SPb .: Gidrometeoizdat, 1993, 325 p. [17]). Part of the energy of microseisms, propagating at small angles to the vertical, is scattered in the earth in the form of body waves in accordance with the law 1 / g 2 . The other part of microseisms, due to refraction or reflection from the underlying layers, returns to the upper boundary and undergoes repeated reflections and transformations of longitudinal waves into transverse waves and vice versa. In this case, surface waves of various types can be formed, which can propagate over long distances with low attenuation (the energy attenuation coefficient is proportional to 1 / g). In this case, Rayleigh, Stoneley and Love waves are formed. The speed of Rayleigh waves is always greater than the speed of sound in water. Therefore, at sufficiently high frequencies, when the wavelength in the water layer is commensurate with the depth of the ocean, part of the Rayleigh wave energy is transferred into the water. In this case, the amplitude of the waves decreases. Estimates show that the effect of the water layer at an ocean depth of 4 km begins to affect frequencies of about 0.01 Hz. At a frequency of about 0.1 Hz, the wave reflected from the surface of the liquid passes to the bottom in antiphase, i.e. the maximum suppression of the Rayleigh wave occurs. In this case, the main mode undergoes the greatest attenuation, since its antinode is located at the water-soil interface. Higher modes damp less, since there are a number of antinodes of these modes in the underlying layers. Due to the exchange of acoustic energy between the liquid and the elastic base at a sufficient depth of the ocean, a Stoneley surface wave can arise and propagate along the bottom. In this case, inhomogeneous damped waves are located along the vertical on both sides of the boundary. At an ocean depth of 4 km, Stoneley waves can form at frequencies starting from about 1 Hz, while at frequencies above 10 Hz, the limiting effect of ocean depth can be neglected. The speed of the Stoneley wave is less than the speed of waves in water and soil, so there is no energy loss due to "flowing" waves. It follows that the possible propagation of Stoneley waves along the seabed over long distances at high frequencies, in contrast to the Rayleigh waves. Love surface waves are transverse vibrations with horizontal polarization. Therefore, they cannot be directly excited by waves incident on the boundary from an aqueous medium or due to changes in anemobaric pressure. Their appearance in the composition of microseisms is associated with the transformation of Rayleigh waves n? inhomogeneities of the earth's crust, as well as with seismic emission from the crust and upper mantle.
Осуществление в известном способе регистрации фазы т с использованием волн накачки может привести к существенным трудностям при выделении предвестником цунами на комбинационных частотах в прибрежной зоне, из-за возможных проявлений влияния местных микросеймических волн.The implementation in the known method of registering the phase m using pump waves can lead to significant difficulties in the selection of a tsunami precursor at combination frequencies in the coastal zone, due to possible manifestations of the influence of local microseismic waves.
Выявленных недостатков, присущих известным способам [1-13], лишен способ определения предвестников цунами (заявка RU №2010116097 от 29.04.2009 [18]), техническим результатом которого является повышение надежности и достоверности прогноза возникновения цунами за счет регистрации микросейсмических волн.The identified shortcomings inherent in the known methods [1-13] are deprived of the method for determining the precursors of a tsunami (application RU No. 2010116097 dated 04/29/2009 [18]), the technical result of which is to increase the reliability and reliability of forecasting the occurrence of a tsunami by registering microseismic waves.
При этом технический результат достигается за счет того, что в способе определения предвестников цунами, включающем размещение в прибрежной зоне и на удалении от прибрежной зоны групп устройств регистрации сигналов на глубинных горизонтах наблюдений, равномерно распределенных по азимуту, соединение их трактом связи с внешними станциями приема и обработки сигналов путем поэтапного определения опасности возникновения цунами с определением динамических параметров сейсмических колебаний и их вариаций в каждом исследуемом пункте наблюдений в заданном частотном диапазоне с обработкой регистрируемых сигналов в высокочастотном и низкочастотном диапазонах сейсмических колебаний с выделением фаз сигналов, характеризующих приход волн, связанный с распространением в земной коре волн сжатия и поперечных волн, с регистрацией гидроакустических сигналов с PP, S и T-фазой, и размещением устройств регистрации на горизонтах наблюдений определяют приход акустической волны сейсмического происхождения по величине сдвига частоты рассеянного излучения, при этом посредством средств регистрации, размещенных в ближней зоне от очага землетрясения, выполняют анализ низкочастотных составляющих рассеянного сигнала, а в качестве опорных квазигармонических высокочастотных сигналов используют шумы судоходства; посредством средств регистрации, размещенных в прибрежной зоне, момент появления и направление прихода сейсмоакустических волн определяют путем узкополосной фильтрации и спектрального анализа волн, в котором выделение фаз типа РР, S и Т осуществляют путем узкополосной фильтрации посредством рекурсивных фильтров Баттерфорта, при этом входную фильтрацию осуществляют посредством рекурсивных фильтров с целочисленными коэффициентами, а сигналы с частотой дискретизации 100 Гц и ниже подвергают фильтрации с коэффициентами в виде чисел с плавающей запятой; регистрацию гидроакустических сигналов осуществляют посредством широкополосных донных сейсмографов с не менее чем тремя сейсмическими каналами, при этом сигналы анализируются тремя независимыми детекторами, а сигнал обнаружения вырабатывается при совпаденик сигналов тревоги по крайней мере в двух каналах из трех; спектральный анализ выполняют как объемных волн фаз РР и S, так и поверхностных волн Лява, Релея и Стоунли.In this case, the technical result is achieved due to the fact that in the method for determining tsunami precursors, including the placement in the coastal zone and at a distance from the coastal zone of groups of signal recording devices at deep observation horizons, evenly distributed in azimuth, their connection by a communication path with external receiving stations and signal processing by step-by-step determination of the tsunami hazard with the determination of the dynamic parameters of seismic vibrations and their variations in each studied observation point in a given frequency range with the processing of recorded signals in the high-frequency and low-frequency ranges of seismic vibrations with the separation of signal phases characterizing the arrival of waves associated with propagation in the earth's crust of compression waves and shear waves, with the registration of hydroacoustic signals with PP, S and T-phase, and the placement of recording devices on the observation horizons determine the arrival of an acoustic wave of seismic origin along the the mask of the frequency shift of the scattered radiation, while by means of registration means located in the near zone from the earthquake source, the analysis of the low-frequency components of the scattered signal is performed, and the noise of shipping is used as the reference quasi-harmonic high-frequency signals; by means of registration means located in the coastal zone, the moment of appearance and the direction of arrival of seismoacoustic waves is determined by narrow-band filtering and spectral analysis of waves, in which the separation of phases of the PP, S and T types is carried out by narrow-band filtering by means of Butterforth recursive filters, while the input filtering is carried out by means of recursive filters with integer coefficients, and signals with a sampling frequency of 100 Hz and below are filtered with coefficients in the form of floating point numbers; the registration of hydroacoustic signals is carried out by means of broadband bottom seismographs with at least three seismic channels, while the signals are analyzed by three independent detectors, and the detection signal is generated when the alarm signals coincide in at least two of the three channels; spectral analysis is performed both for bulk waves of the PP and S phases, and for surface waves of Love, Rayleigh and Stoneley.
Совокупность отличительных признаков, заключающихся в том, что выделение фаз типа РР, S и Т осуществляют путем узкополосной фильтрации посредством рекурсивных фильтров Баттерфорта, при этом входную фильтрацию осуществляют посредством рекурсивных фильтров с целочисленными коэффициентами, а сигналы с частотой дискретизации 100 Гц и ниже подвергают фильтрации с коэффициентами в виде чисел с плавающей запятой; регистрацию гидроакустических сигналов осуществляют посредством широкополосных донных сейсмографов с не менее, чем тремя сейсмическими каналами, при этом сигналы анализируются тремя независимыми детекторами, а сигнал обнаружения вырабатывается при совпадении сигналов тревоги по крайней мере в двух каналах из трех; спектральный анализ выполняют как объемных волн фаз РР и S, так и поверхностных волн Лява, Релея и Стоунли, позволяет повысить надежность и достоверность прогноза возникновения цунами за счет регистрации и последующей обработки всех зарегистрированных сейсмических волн, включая и микросейсмические волны различного происхождения.A set of distinctive features, consisting in the fact that the selection of phases of the PP, S and T types is carried out by narrow-band filtering by means of recursive Butterforth filters, while the input filtering is carried out by means of recursive filters with integer coefficients, and signals with a sampling frequency of 100 Hz and below are filtered with coefficients in the form of floating point numbers; the registration of hydroacoustic signals is carried out by means of broadband bottom seismographs with at least three seismic channels, while the signals are analyzed by three independent detectors, and the detection signal is generated when the alarm signals coincide in at least two of the three channels; Spectral analysis is performed both for bulk waves of the PP and S phases, and for surface waves of Love, Rayleigh and Stoneley, which makes it possible to increase the reliability and reliability of forecasting the occurrence of a tsunami due to the registration and subsequent processing of all registered seismic waves, including microseismic waves of various origins.
Однако в задачах учета влияния катастрофических явлений, обусловленных подводными землетрясениями, весьма существенным фактором является установление возникновения волны цунами, что известным способом не решается.However, in the problems of taking into account the influence of catastrophic phenomena caused by underwater earthquakes, a very significant factor is the establishment of the occurrence of a tsunami wave, which cannot be solved by a known method.
Данная задача решается в известном техническом решении (патент RU №2457514С1, 27.07.2012 [19]), что позволяет повысить надежность и достоверность прогноза возникновения волн цунами при подводных землетрясениях.This problem is solved in a well-known technical solution (patent RU No. 2457514С1, 27.07.2012 [19]), which makes it possible to increase the reliability and reliability of forecasting the occurrence of tsunami waves during underwater earthquakes.
Поставленная задача, в известном способе определения предвестника цунами [19], включающем размещение групп устройств регистрации сейсмических сигналов на глубинных горизонтах наблюдений в прибрежной зоне и на удалении от нее с целью поэтапного определения опасности возникновения цунами, соединение их трактом связи с внешними станциями приема и обработки сейсмических сигналов, регистрацию сейсмических сигналов, в котором устройства регистрации размещают на глубинных горизонтах наблюдений, кратных 25 м, при максимальном горизонте наблюдений, равном 100 м, равномерно распределенных по азимуту, регистрацию сейсмических сигналов выполняют с выделением фаз типа РР, S и Т, приход акустической волны сейсмического происхождения определяют по величине сдвига частоты рассеянного излучения, при этом посредством устройств регистрации, размещенных на удалении от прибрежной зоны, выполняют анализ низкочастотных составляющих рассеянного сигнала, используя в качестве опорных квазигармонических высокочастотных сигналов шумы судоходства, а посредством устройств регистрации, размещенных в прибрежной зоне, определяют момент появления и направление прихода сейсмических волн путем узкополосной фильтрации и спектрального анализа волн, выделение фаз типа РР, S и Т осуществляют путем узкополосной фильтрации посредством рекурсивных фильтров Баттерфорта, при этом входную фильтрацию осуществляют посредством рекурсивных фильтров с целочисленными коэффициентами, а сигналы с частотой дискретизации 100 Гц и ниже подвергают фильтрации с коэффициентами в виде чисел с плавающей запятой; регистрацию сейсмических сигналов осуществляют посредством широкополосных донных сейсмографов с не менее чем тремя сейсмическими каналами, при этом сигналы анализируются тремя независимыми детекторами, а сигнал обнаружения вырабатывается при совпадении сигналов тревоги по крайней мере в двух каналах из трех; спектральный анализ выполняют как объемных волн фаз РР и S, так и поверхностных волн Лява, Релея и Стоунли, решается за счет того, что посредством сейсмографов определяют координаты гипоцентра морского землетрясения и его магнитуду, при магнитуде землетрясения более 6, посредством группы устройств регистрации, размещенных на границе атмосфера - водная поверхность, дополнительно регистрируют скорость и направление ветра и морского волнения, влажность воздуха, атмосферное давление, барический градиент электрических разрядов в атмосфере, частоту звуковых волн в атмосфере, определяют коэффициент корреляции для измеренных значений скорости и направления ветра и морского волнения, влажности воздуха, атмосферного давления, барического градиента электрических разрядов в атмосфере, частоты звуковых волн в атмосфере, по которому оценивают возможность появления волны цунами.The problem posed, in the known method for determining the tsunami precursor [19], including the placement of groups of devices for recording seismic signals at deep observation horizons in the coastal zone and at a distance from it in order to gradually determine the danger of a tsunami, connecting them with a communication path with external receiving and processing stations seismic signals, registration of seismic signals, in which the recording devices are placed at depth observation horizons, multiples of 25 m, with a maximum observation horizon equal to 100 m, uniformly distributed in azimuth, seismic signals are recorded with the separation of phases of the PP, S and T types, arrival an acoustic wave of seismic origin is determined by the magnitude of the frequency shift of the scattered radiation, while the low-frequency components of the scattered signal are analyzed by means of recording devices located at a distance from the coastal zone, using quasi-harmonic high-frequency stationary signals, the noise of shipping, and by means of recording devices located in the coastal zone, the moment of appearance and direction of arrival of seismic waves is determined by narrow-band filtering and spectral analysis of waves, the separation of phases of the PP, S and T types is carried out by narrow-band filtering by means of recursive Butterforth filters, while input filtering is carried out by means of recursive filters with integer coefficients, and signals with a sampling frequency of 100 Hz and below are filtered with coefficients in the form of floating point numbers; registration of seismic signals is carried out by means of broadband bottom seismographs with at least three seismic channels, while the signals are analyzed by three independent detectors, and the detection signal is generated when the alarm signals coincide in at least two of the three channels; spectral analysis is performed both for bulk waves of the phases PP and S, and for surface waves of Love, Rayleigh and Stoneley; it is solved due to the fact that by means of seismographs the coordinates of the hypocenter of a sea earthquake and its magnitude, with an earthquake magnitude of more than 6 at the interface - water surface, additionally record the speed and direction of wind and sea waves, air humidity, atmospheric pressure, pressure gradient of electrical discharges in the atmosphere, frequency of sound waves in the atmosphere, determine the correlation coefficient for the measured values of the speed and direction of wind and sea waves, air humidity, atmospheric pressure, baric gradient of electrical discharges in the atmosphere, the frequency of sound waves in the atmosphere, according to which the possibility of a tsunami wave is estimated.
Данный способ основан на том, что скорость распространения сейсмических волн много больше, чем скорость волн цунами. С помощью наземных сейсмографов определяются координаты гипоцентра морского землетрясения и его магнитуда.This method is based on the fact that the speed of propagation of seismic waves is much greater than the speed of tsunami waves. Ground seismographs are used to determine the coordinates of the sea earthquake hypocenter and its magnitude.
Так как появление волны цунами характеризуется такими признаками, как:Since the appearance of a tsunami wave is characterized by such signs as:
- ненормально повышенная слышимость звуков в воздухе (1 Гц/с, до 60 Гц);- abnormally increased audibility of sounds in the air (1 Hz / s, up to 60 Hz);
- резкое падение атмосферного давления в течение 6-12 часов;- a sharp drop in atmospheric pressure within 6-12 hours;
- увеличение абсолютной влажности за 4 часа на 2 мм;- increase in absolute humidity by 2 mm in 4 hours;
- электрические разряды в атмосфере имеют большой барический градиент, порядка 20-30 Мбар;- electrical discharges in the atmosphere have a large baric gradient, of the order of 20-30 Mbar;
- увеличение скорости ветра (Справочник штурмана. Под ред. В.Д. Шандабылова. М. Военное издательство. 1968. с. 362-365), то по трассе возможного перемещения волны цунами, посредством средств измерения, размещенных на средствах регистрации (буйковых станциях) регистрируют такие параметры, как скорость и направление ветра и морского волнения, влажность воздуха, атмосферное давление, барический градиент электрических разрядов в атмосфере, частоту звуковых волн в атмосфере, определяют коэффициент корреляции для измеренных значений скорости и направления ветра и морского волнения, влажности воздуха, атмосферного давления, барического градиента электрических разрядов в атмосфере, частоты звуковых волн в атмосфере, по которому оценивают возможность появления волны цунами.- an increase in wind speed (Navigator's Handbook. Edited by V.D.Shandabylov. M. Military Publishing House. 1968. p. 362-365), then along the route of the possible movement of the tsunami wave, by means of measuring instruments placed on the means of registration (buoy stations ) record such parameters as the speed and direction of wind and sea waves, air humidity, atmospheric pressure, baric gradient of electrical discharges in the atmosphere, frequency of sound waves in the atmosphere, determine the correlation coefficient for the measured values of the speed and direction of wind and sea waves, air humidity, atmospheric pressure, baric gradient of electrical discharges in the atmosphere, the frequency of sound waves in the atmosphere, according to which the possibility of a tsunami wave is estimated.
Однако, наряду с существенными преимуществами известного способа определения предвестника цунами [19], присутствует и существенный недостаток, заключающийся в том, что сейсмические приборы выдают предупреждение о цунами в течение 5-10 мин после окончания землетрясения, но зарегистрированные при этом сигналы не позволяют получить конкретную информацию о размере и охвате волны. Эта операция может занять более 20 мин. Кроме того, изменение уровня моря (океана) происходит не только при наличии волны цунами, но и при тропических и экваториальных приливах, обусловленных тропическими циклонами, что может привести к неоднозначному прогнозу.However, along with the significant advantages of the known method for determining the tsunami precursor [19], there is also a significant drawback, which consists in the fact that seismic instruments issue a tsunami warning within 5-10 minutes after the end of the earthquake, but the signals recorded at the same time do not allow obtaining a specific information about the size and coverage of the wave. This operation can take more than 20 minutes. In addition, sea (ocean) level changes occur not only in the presence of a tsunami wave, but also during tropical and equatorial tides caused by tropical cyclones, which can lead to an ambiguous forecast.
При этом тропические циклоны в океанических районах между тропиками, имеют большой барический градиент (20-30 мб), большие скорости ветра (40-60, а иногда до 100 м/с), сравнительно малые поперечные размеры (100-300 миль), исключительно низкое давление в центре (900 мб и менее) - Справочник штурмана под общей редакцией Шандабылова В.Д. Военное издательство МО СССР. М., 1968, с. 362-365. Очаги зарождения тропических циклонов располагаются в Карибском море, Мексиканском заливе, Тихом океане (восточнее Филиппинских островов), Южно-Китайском море, Бенгальском заливе, южной части Индийского океана (в районе острова Маврикия).At the same time, tropical cyclones in the oceanic regions between the tropics have a large baric gradient (20-30 mb), high wind speeds (40-60, and sometimes up to 100 m / s), relatively small transverse dimensions (100-300 miles), exceptionally low pressure in the center (900 mb and less) - Navigator's Handbook, edited by V.D. Shandabylov. Military publishing house of the USSR Ministry of Defense. M., 1968, p. 362-365. The centers of origin of tropical cyclones are located in the Caribbean Sea, the Gulf of Mexico, the Pacific Ocean (east of the Philippine Islands), the South China Sea, the Bay of Bengal, and the southern Indian Ocean (around the island of Mauritius).
Пути тропических циклонов практически постоянны (за редким исключением), скорость их перемещения составляет 10-12уз. Некоторые тропические циклоны имеют петлеобразные траектории.The paths of tropical cyclones are practically constant (with rare exceptions), the speed of their movement is 10-12uz. Some tropical cyclones have loop-like trajectories.
Погода в зоне тропических циклонов характеризуется ветром ураганной силы густыми черными кучево-дождевыми облаками, сильнейшими ливнями, грозами, перистые облака в верхних слоях циклона выносятся на несколько сотен миль от центра циклона, в центре циклона (диаметр не более 10 миль) присутствует область штиля, облака разрежаются и иногда видно голубое небо («глаз бури»).The weather in the zone of tropical cyclones is characterized by hurricane force winds of thick black cumulonimbus clouds, heavy showers, thunderstorms, cirrus clouds in the upper layers of the cyclone are carried several hundred miles from the center of the cyclone, there is a calm area in the center of the cyclone (no more than 10 miles in diameter), the clouds are thinning and sometimes you can see the blue sky ("eye of the storm").
Признаками прцближения тропического циклона являются появление зыби от направления не совпадающего с направлением ветра, быстрое падение атмосферного давления, появление перистых, а затем но горизонте ливневых облаков, удушливая погода, затишье, частые и сильные электрические разряды в атмосфере, увеличение скорости ветра.Signs of a tropical cyclone approaching are the appearance of a swell from the direction not coinciding with the direction of the wind, a rapid drop in atmospheric pressure, the appearance of cirrus clouds, and then on the horizon of storm clouds, suffocating weather, calm, frequent and strong electrical discharges in the atmosphere, an increase in wind speed.
Тропические приливы проявляются при наибольшем склонении Луны. При тропических приливах увеличивается неравенство приливов по времени и высоте. Экваториальные приливы наблюдаются при склонении Луны, близком к нулю (Справочник вахтенного офицера, под общей редакцией Проничкина А.П. Военное издательство МО СССР, М.. 1975, с. 301).Tropical tides occur at the highest declination of the moon. With tropical tides, the inequality of tides in time and altitude increases. Equatorial tides are observed when the declination of the moon is close to zero (Handbook of the Officer of the Watch, edited by A.P. Pronichkin, Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, Moscow, 1975, p. 301).
Поэтому для достоверного прогноза необходимо выполнить анализ длинных волн, образующихся в результате цунами и тропических циклонов.Therefore, for a reliable forecast, it is necessary to analyze the long waves generated by tsunamis and tropical cyclones.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение достоверности прогноза цунами с одновременным расширением функциональных возможностей способа определения предвестника цунами. При этом в качестве прототипа выбран способ определения предвестника цунами [19].The task of the proposed technical solution is to increase the reliability of the tsunami forecast while simultaneously expanding the functionality of the method for determining the tsunami precursor. At the same time, the method of determining the tsunami precursor was chosen as a prototype [19].
Поставленная задача решается за счет того, что в способе обнаружения возможностг наступления катастрофических явлений, в том числе и определение предвестника цунами, включающем размещение групп устройств регистрации сейсмических сигналов на глубинных горизонтах наблюдений в прибрежной зоне и на удалении от нее с целью поэтапного определения опасности возникновения цунами, соединение их трактом связи с внешними станциями приема и обработки сейсмических сигналов, регистрацию сейсмических сигналов, в котором устройства регистрации размещают на глубинных горизонтах наблюдений, кратных 25 м, при максимальном горизонте наблюдений, равном 100 м, равномерно распределенных по азимуту, регистрацию сейсмических сигналов выполняют с выделением фаз типа РР, S и Т, приход акустической волны сейсмического происхождения определяют по величине сдвига частоты рассеянного излучения, при этом посредством устройств регистрации, размещенных на удалении от прибрежной зоны, выполняют анализ низкочастотных составляющих рассеянного сигнала, используя в качестве опорных квазигармонических высокочастотных сигналов шумы судоходства, а посредством устройств регистрации, размещенных в прибрежной зоне, определяют момент появления и направление прихода сейсмических волн путем узкополосной фильтрации и спектрального анализа волн, выделение фаз типа РР, S и Т осуществляют путем узкополосной фильтрации посредством рекурсивных фильтров Баттерфорта, при этом входную фильтрацию осуществляют посредством рекурсивных фильтров с целочисленными коэффициентами, а сигналы с частотой дискретизации 100 Гц и ниже подвергают фильтрации с коэффициентами в виде чисел с плавающей запятой; регистрацию сейсмических сигналов осуществляют посредством широкополосных донных сейсмографов с не менее чем тремя сейсмическими каналами, при этом сигналы анализируются тремя независимыми детекторами, а сигнал обнаружения вырабатывается при совпадении сигналов тревоги по крайней мере в двух каналах из трех; спектральный анализ выполняют как объемных волн фаз РР и S, так и поверхностных волн Лява, Релея и Стоунли, решается за счет того, что посредством сейсмографов определяют координаты гипоцентра морского землетрясения и его магнитуду, при магнитуде землетрясения более 6, посредством группы устройств регистрации, размещенных на границе атмосфера - водная поверхность, дополнительно регистрируют скорость и направление ветра и морского волнения, влажность воздуха, атмосферное давление, барический градиент электрических разрядов в атмосфере, частоту звуковых волн в атмосфере, определяют коэффициент корреляции для измеренных значений скорости и направления ветра и морского волнения, влажности воздуха, атмосферного давления, барического градиента электрических разрядов в атмосфере, частоты звуковых волн в атмосфере, по которому оценивают возможность появления волны цунами, в котором в отличие от прототипа [19], дополнительно выделяют длинные волны в диапазоне 4-28 Гц, фазовые скорости, которых варьируются в диапазоне 350-700 м/с, выделяют свободные гравитационные волны, возбуждаемые сейсмическими поверхностными волнами по различию фазовых скоростей, которые служат сигналом о приближении цунами, при обнаружении волны цунами в открытом океане высотой до 1 м и двигающейся со скоростью 500-700 км/час измеряют скорость и высоту этой волны, по изменению скорости до 30-60 км и увеличению высоты волны до 30-40 м судят о ее приближении к береговой линии, дополнительно выделяют длинные волны, возникающие при тропических приливах, которые проявляются при наибольшем склонении Луны и при увеличении неравенства приливов по времени и высоте, и возникающие при экваториальных приливах, которые наблюдаются при склонении Луны, близком к нулю, формируют архив полей приводного атмосферного давления и гидростатического давления по срочным данным в районе формирования тропических циклонов, по измерениям, выполненным, посредством метеорологических радиолокационных станций с двойной поляризацией, СВЧ - радиометров и альтиметрических метеорологических спутников классифицируют тип облачности и дождевых осадков, по результатам измерений посредством датчиков, размещенных на дрейфующих буях, находящихся между тропиками выделяют зоны с барическим градиентом 20-30 мб, скоростью ветра 40-100 м/с, атмосферным давлением в центре тропического циклона 900 мб и менее, характеризующиеся интенсивным изменением разности между температурой воздуха, имеющего тренд в сторону падения температуры и температурой водной поверхности, имеющей тренд в сторону повышения температурь: на глубинах до 60 м в центре тропического циклона, связь между дрейфующими буями и опорными пунктами осуществляют посредством радиометеорного канала связи, выполняют оценку погрешности прогноза, путем построения базовой интерполяционной модели типа кригинг, при сравнении статистических характеристик погоды строят сетку гексанов в виде равных правильных шестиугольников, которые получают путем триангуляции сферы методом рекурсивного разбиения, при составлении прогнозов для районов, подверженных влиянию местных признаков погоды вносят соответствующую корректуру в прогностические значения, дополнительно создают полноформатную матрицу рисков и ущерба для объектов хозяйственной деятельности на основе критериев неблагоприятных условий и данных об аварийности элементов и объектов инфраструктуры посредством статистического и эконометрического моделирования.The task is solved due to the fact that in the method of detecting the possibility of the onset of catastrophic phenomena, including the determination of the tsunami precursor, including the placement of groups of seismic signal recording devices at deep observation horizons in the coastal zone and at a distance from it in order to gradually determine the danger of a tsunami , connecting them with a communication path with external stations for receiving and processing seismic signals, recording seismic signals, in which recording devices are placed at depth observation horizons, multiples of 25 m, with a maximum observation horizon equal to 100 m, uniformly distributed in azimuth, seismic signals are recorded with the separation of phases of the PP, S and T types, the arrival of an acoustic wave of seismic origin is determined by the magnitude of the frequency shift of the scattered radiation, while the low-frequency sos are analyzed by means of recording devices located at a distance from the coastal zone detecting the scattered signal, using as reference quasi-harmonic high-frequency signals, the noise of shipping, and by means of recording devices located in the coastal zone, determine the moment of appearance and direction of arrival of seismic waves by narrow-band filtering and spectral analysis of waves, the separation of phases of the PP, S and T types is carried out narrow-band filtering by means of recursive Butterforth filters, while the input filtering is carried out by means of recursive filters with integer coefficients, and signals with a sampling frequency of 100 Hz and below are filtered with coefficients in the form of floating point numbers; registration of seismic signals is carried out by means of broadband bottom seismographs with at least three seismic channels, while the signals are analyzed by three independent detectors, and the detection signal is generated when the alarm signals coincide in at least two of the three channels; spectral analysis is performed both for bulk waves of the phases PP and S, and for surface waves of Love, Rayleigh and Stoneley; it is solved due to the fact that by means of seismographs the coordinates of the hypocenter of a sea earthquake and its magnitude, with an earthquake magnitude of more than 6 at the interface - water surface, additionally record the speed and direction of wind and sea waves, air humidity, atmospheric pressure, pressure gradient of electrical discharges in the atmosphere, frequency of sound waves in the atmosphere, determine the correlation coefficient for the measured values of the speed and direction of wind and sea waves, air humidity, atmospheric pressure, baric gradient of electrical discharges in the atmosphere, the frequency of sound waves in the atmosphere, according to which the possibility of a tsunami wave is estimated, in which, unlike the prototype [19], long waves in the range of 4-28 Hz are additionally distinguished, phase velocities which vary in the range of 350-700 m / s, distinguish free gravitational waves excited by seismic surface waves by the difference in phase velocities, which serve as a signal about the approach of a tsunami when a tsunami wave is detected in the open ocean up to 1 m high and moving at a speed of 500-700 km / hour measure the speed and height of this wave, by changing the speed up to 30-60 km and an increase in wave height up to 30-40 m, they judge its approach to the coastline, additionally highlight long waves that occur during tropical tides, which are manifested at the greatest declination of the Moon and with an increase in the inequality of tides in time and altitude, and arising from equatorial tides, which are observed when the declination of the Moon is close to zero, form an archive of the fields of near-zero atmospheric pressure and hydrostatic pressure according to urgent data in the area of formation of tropical cyclones, according to measurements performed by meteorological radar stations with dual polarization, CB H - radiometers and altimetric meteorological satellites classify the type of cloudiness and rainfall, according to the results of measurements by means of sensors placed on drifting buoys located between the tropics, zones with a baric gradient of 20-30 mb, a wind speed of 40-100 m / s, atmospheric pressure in the center of a tropical cyclone 900 mb or less, characterized by an intense change in the difference between the air temperature, which has a trend towards a decrease in temperature and the temperature of the water surface, which has a trend towards an increase in temperature: at depths up to 60 m in the center of a tropical cyclone, the connection between drifting buoys and reference points are carried out by means of a radio meteoric communication channel, the forecast error is estimated by building a basic interpolation model of the kriging type, when comparing the statistical characteristics of the weather, a grid of hexanes is built in the form of equal regular hexagons, which are obtained by triangulating a sphere using the recursive method division, when making forecasts for areas subject to the influence of local weather signs, make appropriate adjustments to the predictive values, additionally create a full-format matrix of risks and damage to economic facilities based on the criteria of unfavorable conditions and data on the accident rate of infrastructure elements and objects by means of statistical and econometric modeling ...
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Как и в прототипе, размещают средства регистрации сейсмических сигналов, представляющие собой широкополосные донные сейсмографы непосредственно на границе вода - грунт в прибрежной зоне и на удалении от прибрежной зоны, а также на разных горизонтах по глубине с использованием для установки автономных донных станций, подводных обсерваторий, заякоренных платформ. Аналогом широкополосных сейсмографов являются широкополосные сейсмографы типа ЭХП-17, ЭХП-20.As in the prototype, the means for recording seismic signals are placed, which are broadband bottom seismographs directly at the water - soil boundary in the coastal zone and at a distance from the coastal zone, as well as at different depth horizons, using for the installation of autonomous bottom stations, underwater observatories, anchored platforms. Broadband seismographs such as EKhP-17 and EKhP-20 are analogous to broadband seismographs.
В качестве носителей средств измерения необходимых гидрометеорологических параметров могут быть использованы стационарные или дрейфующие буи различных конструкций (Лобковский Л.И. и др. Геоэкологический мониторинг морских нефтегазовых акваторий. Наука. М., 2005, с. 77-82, патенты RU №2304794 С2. 20.08.2007, №2328757С2, 10.07.2008, №2432589 С1, 20.08.2013) и оснащенные измерителями скорости и направления ветра, уровня моря, влажности, температуры морской воды и воздуха, атмосферного и гидростатического давления, электропроводности, а также метеорологические радиолокационные станции с двойной поляризацией и СВЧ -радиометры (патент RU №2574167 С1, 10.02.2016), позволяющие классифицировать тип облачности и дождевых осадков, а также альтиметрические метеорологические спутники.Stationary or drifting buoys of various designs can be used as carriers for measuring the necessary hydrometeorological parameters (Lobkovsky L.I. et al. Geoecological monitoring of offshore oil and gas areas. Science. M., 2005, pp. 77-82, patents RU # 2304794 C2 . 20.08.2007, No. 2328757С2, 10.07.2008, No. 2432589 С1, 20.08.2013) and equipped with meters of wind speed and direction, sea level, humidity, sea water and air temperature, atmospheric and hydrostatic pressure, electrical conductivity, as well as meteorological radar stations with dual polarization and microwave radiometers (patent RU No. 2574167 C1, 02/10/2016), allowing to classify the type of cloudiness and rainfall, as well as altimetric meteorological satellites.
На береговых станциях устанавливают широкополосные сейсмографы типа "G.Streckeisen messgeratebau" (Швейцария) и "Guralp" (Англия), типа STS-1 и CMG-3. выполняют регистрацию сейсмических сигналов с выделением фаз типа рр, s, и т при этом регистрируют сейсмические шумы на частотах 0,008-20 Гц, гидродинамический шум моря на частотах 0,01-100 Гц, давление волн цунами на дно на частотах 0,01-0,01 Гц.At coastal stations, broadband seismographs such as "G. Streckeisen messgeratebau" (Switzerland) and "Guralp" (England), such as STS-1 and CMG-3, are installed. registration of seismic signals with separation of phases of the pp, s type, and t at the same time recording seismic noise at frequencies of 0.008-20 Hz, hydrodynamic sea noise at frequencies of 0.01-100 Hz, tsunami wave pressure on the bottom at frequencies of 0.01-0 , 01 Hz.
Сигнал Т-фазы, принятый в береговом клине, определяется в диапазоне частот 34-75 Гц при частоте квантования 160 Гц методом псевдодифференциального параболического уравнения, обеспечивающего выделение звуковых полей в двумерном неоднородном океане с переменными рельефом дна и профилем скорости звука с заданной точностью для любого диапазона углов скольжения локальных нормальных волн с учетом взаимодействия между ними. Так как наблюдаемый сигнал s(t) является суммой сигналов от последовательно возбуждаемых слоев, то, представляя сигнал в виде вектора столбца временных отсчетов и обозначая через sj векторы-столбцы сигналов от последовательно возбуждаемых слоев, имеем s(s1, s2, … sn), (a1, а2, … аn), ai - суть амплитуды рассеивателей. В качестве решающей статистики используют сумму квадратов амплитуд, имеющую максимальное значение для сигнала ожидаемой структуры. Оценку получают методом наименьших квадратов, так как система линейных уравнений является неопределенной. Выполняя оценку для каждого момента времени, получают ее временную зависимость. Присутствие в ней максимума означает наличие в источнике ожидаемой структуры возбуждения звукового поля. При построении графика решающей статистики абсцисса глобального максимума соответствует времени прихода совокупного рассеянного сигнала.The T-phase signal received in the coastal wedge is determined in the frequency range 34-75 Hz at a quantization frequency of 160 Hz by the pseudodifferential parabolic equation method, which provides the separation of sound fields in a two-dimensional inhomogeneous ocean with variable bottom topography and sound velocity profile with a given accuracy for any range grazing angles of local normal waves, taking into account the interaction between them. Since the observed signal s (t) is the sum of signals from sequentially excited layers, then, representing the signal as a vector of a column of time samples and denoting column vectors of signals from sequentially excited layers by s j , we have s (s 1 , s 2 , ... s n ), (a 1 , a 2 , ... a n ), a i - are the amplitudes of the scatterers. The sum of the squares of the amplitudes that has the maximum value for the signal of the expected structure is used as the decisive statistic. The estimate is obtained by the least squares method, since the system of linear equations is uncertain. Performing an estimate for each point in time, its time dependence is obtained. The presence of a maximum in it means the presence in the source of the expected structure of the excitation of the sound field. When plotting the decision statistics, the abscissa of the global maximum corresponds to the time of arrival of the aggregate scattered signal.
Определяют приход акустической волны сейсмического происхождения по величине сдвига частоты рассеянного излучения, при этом посредством средств регистрации, размещенных в ближней зоне от очага землетрясения на внешних станциях приема и обработки сигналов, выполняют анализ низкочастотных составляющих рассеянного сигнала, а в качестве опорных квазигармонических высокочастотных сигналов используют шумы судоходства, а посредством средств регистрации, размещенных в прибрежной зоне, определяют момент появления и направление прихода сейсмоакустических волн путем узкополосной фильтрации и спектрального анализа. Выделение фаз типа РР, S и Т осуществляют путем узкополосной фильтрации посредством рекурсивных фильтров Баттерфорта, при этом входную фильтрацию осуществляют посредством рекурсивных фильтров с целочисленными коэффициентами, а сигналы с частотой дискретизации 100 Гц и ниже подвергают фильтрации с коэффициентами в виде чисел с плавающей запятой. Регистрацию сейсмических сигналов осуществляют посредством широкополосных донных сейсмографов с не менее чем тремя сейсмическими каналами, при этом сигналы анализируются тремя независимыми детекторами, а сигнал обнаружения вырабатывается при совпадении сигналов тревоги по крайней мере в двух каналах из трех.The arrival of an acoustic wave of seismic origin is determined by the magnitude of the frequency shift of the scattered radiation, while by means of registration means located in the near zone from the earthquake source at external stations for receiving and processing signals, the analysis of the low-frequency components of the scattered signal is performed, and noise is used as the reference quasi-harmonic high-frequency signals navigation, and by means of registration means located in the coastal zone, the moment of appearance and direction of arrival of seismoacoustic waves is determined by means of narrow-band filtering and spectral analysis. The selection of phases of the PP, S and T types is carried out by narrow-band filtering using recursive Butterforth filters, while the input filtering is carried out by means of recursive filters with integer coefficients, and signals with a sampling frequency of 100 Hz and below are filtered with coefficients in the form of floating point numbers. Seismic signals are recorded by means of broadband bottom seismographs with at least three seismic channels, while the signals are analyzed by three independent detectors, and a detection signal is generated when alarms coincide in at least two of the three channels.
Спектральный анализ выполняют как объемных волн фаз РР и S, так и поверхностных волн Лява, Релея и Стоунли.Spectral analysis is performed both for bulk waves of the PP and S phases, and for surface waves of Love, Rayleigh and Stoneley.
При регистрации сейсмических сигналов на дне одним из важных направлений использования широкополосных донных сейсмографов является исследование микросейсмических шумов, возбуждаемых морскими и океаническими волнами, микросейсмы проявляются в широком диапазоне частот и служат естественным фоном, который определяет порог чувствительности сейсмографов. При этом также выполняется регистрация характерных микросейсм с периодом около 6 секунд, также выявляются микросейсмы с периодами 20 и 100 секунд, что позволяет выделить как объемные Р и S волны, так и поверхностные волны Лява (колебания в диапазоне частот 0,0125-0,05 Гц), Релея и Стоунли (1-1 Гц).When registering seismic signals at the bottom, one of the important areas of using broadband bottom seismographs is the study of microseismic noises generated by sea and ocean waves; microseisms appear in a wide frequency range and serve as a natural background that determines the sensitivity threshold of seismographs. In this case, the registration of characteristic microseisms with a period of about 6 seconds is also performed, microseisms with periods of 20 and 100 seconds are also detected, which makes it possible to distinguish both bulk P and S waves, and surface Love waves (oscillations in the frequency range 0.0125-0.05 Hz), Rayleigh and Stoneley (1-1 Hz).
Далее, в случае обнаружения катастрофического землетрясения (с магнитудой от 6 до 8), донные станции с помощью датчиков сильных движений регистрируют элементы движения дна и с помощью канала гидроакустической связи передают информацию на группу устройств регистрации, размещенных на водной поверхности, выполненные в виде поверхностных буев и через спутниковые или радиоканалы связи на внешние станции приема информации.Further, in the event of a catastrophic earthquake (with a magnitude of 6 to 8), the bottom stations, using strong motion sensors, register the elements of the bottom movement and, using a hydroacoustic communication channel, transmit information to a group of recording devices located on the water surface, made in the form of surface buoys and through satellite or radio communication channels to external stations for receiving information.
Сигналы сейсмического происхождения регистрируют с помощью широкополосных сейсмографов с частотным диапазоном от тысячных долей герца до десятков герц, которые получили в настоящее время повсеместное распространение как основной инструмент сейсмологических исследований (Рыков А.В. Моделирование сейсмометра // м.: ОИФЗ РАН, 1995. 87 с. Usher M.J., R.F. Burch, C.Gurlap.Wide-band feedback seismometers // phys. earth planet, interiors. 1979. v. 18, p.38-50. Wielandt E., Stein I.M. A digital very-broad band seismograph // Annales geophysical. 1986. v.4. p.227-232). с помощью этих приборов регистрируются сигналы как местных, так и удаленных землетрясений и определяют координаты эпицентра землетрясения, путем преобразования по частоте в измерительном канале принимаемого гидроакустического сигнала.Signals of seismic origin are recorded using broadband seismographs with a frequency range from thousandths of a hertz to tens of hertz, which are now ubiquitous as the main instrument of seismological research (Rykov A.V. Modeling a seismometer // Moscow: OIFZ RAS, 1995.87 S. Usher MJ, RF Burch, C. Gurlap. Wide-band feedback seismometers // phys. earth planet, interiors. 1979. v. 18, p. 38-50. Wielandt E., Stein IM A digital very-broad band seismograph // Annales geophysical. 1986. v.4. p. 227-232). with the help of these devices, signals of both local and remote earthquakes are recorded and the coordinates of the earthquake epicenter are determined by frequency conversion of the received hydroacoustic signal in the measuring channel.
Группа устройств регистрации представляет собой дрейфующие буи, снабженные каналами гидроакустической и спутниковой связи, сейсмическими датчиками гидрофонного и геофонного типа, измерительными датчиками атмосферного давления, относительной влажности, барического градиента электрических разрядов, скорости и направления ветра, скорости, направления и высоты морских волн, частоты звуковых волн в атмосфере.The group of recording devices is represented by drifting buoys equipped with hydroacoustic and satellite communication channels, seismic sensors of hydrophone and geophonic type, measuring sensors of atmospheric pressure, relative humidity, baric gradient of electrical discharges, wind speed and direction, speed, direction and height of sea waves, frequency of sound waves in the atmosphere.
Аналогом дрейфующего буя является устройство, которое состоит из корпуса цилиндрической формы, мачты с передающим устройством передачи информации, измерителя параметров ветра, измерителя параметров атмосферного давления с баропортом, датчиков температуры воздуха и воды, маячка, радиолокационного углового отражателя, модуля управления с опционным блоком GPS, блока информационной памяти, центрального модуля с контроллером, измерителя высоты волны и ориентации буя, датчика скорости и направления течения, датчиков определения солености, электропроводности, мутности, содержания кислорода, содержания ионов РН, контроллера процессов окисления/восстановления, источника питания (патент RU №2328757).An analogue of a drifting buoy is a device that consists of a cylindrical body, a mast with a transmitting device for transmitting information, a wind meter, an atmospheric pressure meter with a baroport, air and water temperature sensors, a beacon, a radar corner reflector, a control module with an optional GPS unit, information memory unit, a central module with a controller, a wave height meter and buoy orientation, a flow velocity and direction sensor, sensors for determining salinity, conductivity, turbidity, oxygen content, pH ion content, a controller for oxidation / reduction processes, a power source (patent RU # 2328757 ).
Благодаря тому, что конструкция дрейфующего буя определена исходя из требований функционального назначения, заключающегося в возможности более точного определения параметров волнения, в частности высоты и периода волн, а также исходя из требования, заключающегося в надежной передаче по спутниковому радиоканалу измеренной информации при наличии качки, что позволяет исключить ошибки измерения в изменяющихся погодных условиях регистрации измеряемых сигналов. Кроме того определяют среднюю фазовую скорость распространения волны и среднюю длину волны на всех стадиях развития волнового процесса от его зарождения до его полного затухания, путем измерения перемещения возвышений морской поверхности в трех направлениях и последующего построения динамико - стохастической модели движущейся морской волновой поверхности в пространственно- временном интервале.Due to the fact that the design of the drifting buoy is determined based on the requirements of the functional purpose, which consists in the possibility of a more accurate determination of the wave parameters, in particular the height and period of the waves, as well as on the basis of the requirement that the measured information is reliably transmitted via the satellite radio channel in the presence of rolling, that allows to exclude measurement errors in changing weather conditions of registration of measured signals. In addition, the average phase velocity of wave propagation and the average wavelength at all stages of the development of the wave process from its inception to its complete attenuation are determined by measuring the displacement of the sea surface elevations in three directions and then constructing a dynamic-stochastic model of a moving sea wave surface in space-time interval.
Измерительная схема дрейфующего буя включает модуль управления с опционным блоком GPS, блок информационной памяти, центральный модуль с контроллером, измеритель высоты волны и ориентации буя, датчик скорости и направления течения, датчик определения солености, датчик электропроводности, датчик определения мутности воды, датчик содержания кислорода, датчик содержания ионов РН, контроллера процессов окисления/восстановления, источник питания, измерительные датчики температуры воздуха и морской воды, измеритель параметров ветра, датчик атмосферного давления с баропортом, гидрофон и геофон, гидроакустический канал связи.The measuring circuit of a drifting buoy includes a control module with an optional GPS unit, an information memory unit, a central module with a controller, a wave height and buoy orientation meter, a flow velocity and direction sensor, a salinity sensor, a conductivity sensor, a water turbidity sensor, an oxygen content sensor, pH ion content sensor, oxidation / reduction process controller, power supply, air and sea water temperature measuring sensors, wind parameters meter, atmospheric pressure sensor with baroport, hydrophone and geophone, hydroacoustic communication channel.
Центральный модуль с контроллером включает встроенный 8-канальный 16-разрядный АЦП типа AD 7715 с внешним входами для подключения датчиков, автономную систему контроля напряжения питания, внутренний температурный датчик на базе кремневого диодного р-n перехода, два компаратора с программируемым опорным напряжением, мультиплексор, последовательный интерфейс стандарта RS-232, три таймера, обеспечивающих измерение частоты относительно опорного кварцевого генератора, и представляет собой процессор с раздельными 14-битной шиной команд и 8-битной шиной данных. Двухступенчатый конвертор позволяет осуществлять выполнение до 35 команд в течение одного машинного цикла. Аналогом является микропроцессор типа PJC 14000.The central module with the controller includes a built-in 8-channel 16-bit ADC of the AD 7715 type with external inputs for connecting sensors, an autonomous supply voltage monitoring system, an internal temperature sensor based on a silicon diode pn junction, two comparators with a programmable reference voltage, a multiplexer, serial interface of RS-232 standard, three timers providing frequency measurement relative to the reference crystal oscillator, and is a processor with separate 14-bit command bus and 8-bit data bus. The two-stage converter allows the execution of up to 35 instructions in one machine cycle. The analogue is the PJC 14000 microprocessor.
Центральный модуль осуществляет организацию режима измерения гидрофизических параметров, обработку результатов измерений, формирование сигналов обмена с внешними устройствами и пакета данных в заданном формате, хранение в памяти для последующей передачи по спутниковому каналу связи на внешние станции приема.The central module organizes the measurement mode of hydrophysical parameters, processes the measurement results, generates exchange signals with external devices and a data packet in a given format, stores it in memory for subsequent transmission via a satellite communication channel to external receiving stations.
Основными функциями, определяющими алгоритм работы центрального модуля, являются последовательное включение энергопитания и опрос выходных сигналов первичных датчиков в соответствии с заданной программой, осреднение результатов измерения по каждому каналу в соответствии с заданными временными интервалами, введение поправок в результаты измерений, учитывающие дрейф нуля АЦП, отклонение характеристик преобразования от исходной, температурную зависимость характеристик датчиков с представлением данных в виде условных кодов, приведение условных кодов измеренных величин к физическим значениям гидрометеорологических параметров в соответствии с алгоритмом обработки данных с установленными градуировочными коэффициентами датчиков, запись и хранение полученных данных в буферной памяти микропроцессора, формирование сообщения установленного формата для передачи в спутниковый канал связи. В состав программного обеспечения входят мощный микроассемблер, внутрисистемный и отладочный эмуляторы, универсальный программатор и компилятор.The main functions that determine the operation algorithm of the central module are sequential switching on of the power supply and polling of the output signals of the primary sensors in accordance with a given program, averaging the measurement results for each channel in accordance with the specified time intervals, introducing corrections to the measurement results, taking into account the ADC zero drift, deviation characteristics of transformation from the original, temperature dependence of the characteristics of sensors with the presentation of data in the form of conditional codes, reduction of conditional codes of measured values to physical values of hydrometeorological parameters in accordance with the data processing algorithm with the established calibration coefficients of sensors, recording and storage of the received data in the buffer memory of the microprocessor, formation messages of the established format for transmission to the satellite communication channel. The software includes a powerful microassembler, in-system and debug emulators, a universal programmer and a compiler.
В случае катастрофического землетрясения (с магнитудой около 8) донные станции с помощью датчиков сильных движений регистрируют элементы движения дна и с помощью канала гидроакустической связи передают информацию на поверхностный буй и через спутниковые или радиоканалы связи на наземные пункты управления.In the event of a catastrophic earthquake (with a magnitude of about 8), the bottom stations, using strong motion sensors, register the elements of the bottom movement and, using a hydroacoustic communication channel, transmit information to the surface buoy and via satellite or radio communication channels to ground control points.
Посредством датчиков, размещенных на дрейфующих буях, регистрируют частоту звука в воздухе, которая при возникновение и распространение волны цунами повышается на 1 Гц/с, скорость и направление ветра, скорость, направление и высоту морских волн, атмосферное давление, влажность воздуха, барический градиент электрических разрядов в воздухе и по каналу спутниковой связи передают в наземные пункты управления, на которых выполняют анализ зарегистрированных сигналов, включая сейсмические сигналы.By means of sensors placed on drifting buoys, they record the frequency of sound in the air, which increases by 1 Hz / s upon the occurrence and propagation of a tsunami wave, the speed and direction of the wind, the speed, direction and height of sea waves, atmospheric pressure, air humidity, baric gradient of electric discharges in the air and via a satellite communication channel are transmitted to ground control points, where the analysis of recorded signals, including seismic signals, is performed.
При выявлении тенденции повышения слышимости звуков в воздухе, скорости ветра, скорости и высоты морских волн, увеличения абсолютной влажности (на 2 мм за 4 ч) и появления атмосфере электрических разрядов с барическим градиентом порядка 20-30 мбар, на внешних станциях приема строят графики изменения, зарегистрированных параметров во времени, определяют коэффициенты корреляции и выносят суждение о возможности появления волны цунами и маршруте ее движения.When a tendency to an increase in the audibility of sounds in the air, wind speed, speed and height of sea waves, an increase in absolute humidity (by 2 mm in 4 hours) and the appearance of an atmosphere of electric discharges with a baric gradient of the order of 20-30 mbar are detected, graphs of changes are plotted at external receiving stations , recorded parameters in time, determine the correlation coefficients and make judgments about the possibility of a tsunami wave and the route of its movement.
Дополнительно выделяют длинные волны в диапазоне 4-28 Гц, фазовые скорости, которых варьируются в диапазоне 350-700 м/с.Далее выделяют свободные гравитационные волны, возбуждаемые сейсмическими поверхностными волнами по различию фазовых скоростей, которые служат сигналом о приближении цунами. При обнаружении волны цунами в открытом океане высотой до 1 м и двигающейся со скоростью 500-700 км/час измеряют скорость и высоту этой волны, по изменению скорости до 30-60 км и увеличению высоты волны до 30-40 м судят о ее приближении к береговой линии. Дополнительно выделяют длинные волны, возникающие при тропических приливах, которые проявляются при наибольшем склонении Луны и при увеличении неравенства приливов по времени и высоте, и возникающие при экваториальных приливах, которые наблюдаются при склонении Луны, близком к нулю. Формируют архив полей приводного атмосферного давления и гидростатического давления по срочным данным в районе формирования тропических циклонов. Выполняют измерения, по результатам измерений которых, посредством метеорологических радиолокационных станций с двойной поляризацией, СВЧ - радиометров и альтиметрических метеорологических спутников классифицируют тип облачности и дождевых осадков.Additionally, long waves are distinguished in the range of 4-28 Hz, phase velocities of which vary in the range of 350-700 m / s. Further, free gravitational waves excited by seismic surface waves are distinguished by the difference in phase velocities, which serve as a signal about the approach of a tsunami. When a tsunami wave is detected in the open ocean up to 1 m high and moving at a speed of 500-700 km / h, the speed and height of this wave are measured, by changing the speed up to 30-60 km and an increase in wave height up to 30-40 m, it is judged that it is approaching coastline. Additionally, long waves are distinguished that occur during tropical tides, which appear at the highest declination of the moon and with an increase in the inequality of tides in time and height, and arising at equatorial tides, which are observed when the declination of the moon is close to zero. An archive of fields of atmospheric pressure and hydrostatic pressure is formed according to urgent data in the area of formation of tropical cyclones. Measurements are made, according to the measurement results of which, by means of meteorological radar stations with double polarization, microwave radiometers and altimetric meteorological satellites, the type of cloudiness and rainfall is classified.
По результатам измерений посредством датчиков, размещенных на дрейфующих буях, находящихся между тропиками, выделяют зоны с барическим градиентом 20-30 мб, скоростью ветра 40-100 м/с, атмосферным давлением в центре тропического циклона 900 мб и менее, характеризующиеся интенсивным изменением разности между температурой воздуха, имеющего тренд в сторону падения температуры и температурой водной поверхности, имеющей тренд в сторону повышения температуры на глубинах до 60 м в центре тропического циклона. Связь между дрейфующими буями и опорными пунктами осуществляют посредством радиометеорного канала связи. Выполняют оценк>погрешности прогноза. При составлении прогнозов для районов, подверженных влиянию местных признаков погоды вносят соответствующую корректуру в прогностические значения. Дополнительно создают полноформатную матрицу рисков и ущерба для объектов хозяйственной деятельности на основе критериев неблагоприятных условий и данных об аварийности элементов и объектов инфраструктуры посредством статистического и эконометрического моделирования.According to the results of measurements by means of sensors placed on drifting buoys located between the tropics, zones with a baric gradient of 20-30 mb, a wind speed of 40-100 m / s, atmospheric pressure in the center of a tropical cyclone of 900 mb and less are distinguished, characterized by an intense change in the difference between the air temperature, which has a trend towards a decrease in temperature; and the temperature of the water surface, which has a trend towards an increase in temperature at depths of up to 60 m in the center of a tropical cyclone. Communication between drifting buoys and reference points is carried out by means of a radio meteoric communication channel. Evaluate> forecast errors. When making forecasts for areas affected by local weather signs, appropriate adjustments are made to the forecast values. Additionally, a full-format matrix of risks and damage to economic facilities is created based on the criteria of unfavorable conditions and data on the accident rate of infrastructure elements and objects by means of statistical and econometric modeling.
Весь массив измеренных гидрометеорологических характеристик поступает в главный ситуационный центр для данного региона, обеспечивающей получение, обработку, регистрацию, отображение и выдачу потребителям следующей информации: гидрометеорологических параметров окружающей среды; метеорологической информации от метеорологических искусственных спутников (МИСЗ) типа «Метеор», «NOAA» в виде снимков подстилающей поверхности и облачного покрова Земли; факсимильной и телеграфной информации от радиометеорологических центров (РМЦ). Аппаратные и программные устройства обеспечивают измерение, вычисление, отображение и регистрацию следующих гидрометеорологических параметров окружающей среды: скорости кажущегося ветра (для дрейфующей платформы); направления кажущегося ветра (для дрейфующей платформы); скорости истинного ветра; направления истинного ветра; атмосферного давления; температуры воздуха; относительной влажности воздуха; высоты нижней границы облаков; метеорологической (оптической) дальности видимости; прием, обработку и отображение гидрометеорологической информации, поступающей от МИСЗ типа «Метеор», «NOAA» в международном аналоговом формате APT, факсимильной и телеграфной информации от РМЦ, принимаемой в форматах FAX и RTTY. Погрешность выработки параметров приведена в таблице.The entire array of measured hydrometeorological characteristics goes to the main situational center for a given region, which ensures the receipt, processing, registration, display and delivery to consumers of the following information: hydrometeorological parameters of the environment; meteorological information from meteorological artificial satellites (MISS) such as "Meteor", "NOAA" in the form of images of the underlying surface and cloud cover of the Earth; facsimile and telegraph information from radio meteorological centers (RMC). Hardware and software devices provide measurement, calculation, display and registration of the following hydrometeorological parameters of the environment: apparent wind speed (for a drifting platform); the direction of the apparent wind (for a drifting platform); true wind speed; true wind direction; atmospheric pressure; air temperature; relative air humidity; the height of the cloud base; meteorological (optical) visibility range; reception, processing and display of hydrometeorological information received from the MISZ of the type "Meteor", "NOAA" in the international analog format APT, facsimile and telegraph information from the RMC, received in the FAX and RTTY formats. The error in the development of parameters is given in the table
Период обновления отображаемой информации о текущих значениях параметров кажущегося и истинного ветра, атмосферном давлении, температуре и влажности воздуха, высоте нижней границы облаков и метеорологической (оптической) дальности видимости не превышает 5 с. The update period of the displayed information about the current values of the parameters of the apparent and true wind, atmospheric pressure, air temperature and humidity, the height of the cloud base and the meteorological (optical) visibility range does not exceed 5 s.
Одновременно с выполненными измерениями принимают информацию от метеорологических спутников Земли, радиометеорологических центров и метеорологических локаторов.Simultaneously with the performed measurements, information is received from meteorological satellites of the Earth, radio meteorological centers and meteorological radars.
Обрабатывают измеренную и принятую информацию от внешних источников информации. При обработке информации, полученной от нескольких метеорадиолокаторов, определяют метеорологический потенциал для каждой станции. Посредством метеорологического потенциала можно сравнить различные радиолокаторы с точки зрения их эффективности для метеорологических наблюдений. При этом, чем больше потенциал, тем лучше станция приспособлена для метеорологических наблюдений (Брылев Г.Б., Гашина СБ., Низдойминога Г.Д. Радиолокационные характеристики облаков и осадков. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 231 с.. [39]). При обработке информации, полученной от радиолокаторов, информацию, полученную от радиолокатора центральной станции, имеющего больший потенциал, принимают за эталонную, относительно которой выполняется последующая обработка. Скорость, направление и продолжительность ветра фиксируют не менее чем на трех высотных эшелонах 3-40 м, 30-450 м (путем непосредственных измерений посредством датчиков), 0,5-400 км (косвенным путем посредством обработки информации, полученной от метеолокаторов.Measured and received information from external information sources is processed. When processing information received from several meteorological radars, the meteorological potential for each station is determined. By means of meteorological potential, different radars can be compared in terms of their effectiveness for meteorological observations. At the same time, the greater the potential, the better the station is adapted for meteorological observations (Brylev GB, Gashina SB., Nizdominoga GD Radar characteristics of clouds and precipitation. - L .: Gidrometeoizdat, 1986. - 231 p .. [ 39]). When processing the information received from the radars, the information received from the central station radar, which has a greater potential, is taken as a reference, with respect to which the subsequent processing is performed. The speed, direction and duration of the wind are recorded at at least three high-altitude echelons of 3-40 m, 30-450 m (by direct measurements using sensors), 0.5-400 km (indirectly by processing information received from weather radars.
Измеренные параметры наносят на метеокарты, полученные от внешних источников информации. На эти же карты наносят сезонные параметры, полученные за многолетние наблюдения в данном районе и хранящиеся в ПЗУ процессорного блока. При этом выполняют оценку погрешности прогностических значений, путем построения базовой интерполяционной модели типа кригинг. При сравнении статистических характеристик погоды строят сетку гексанов в виде равных правильных шестиугольников, которые получают путем триангуляции сферы методом рекурсивного разбиения, при составлении прогнозов для районов, подверженных влиянию местных признаков погоды вносят соответствующую корректуру в прогностические значения. Далее выполняют оценку погрешности прогностических значений. Оценку погрешности прогностических значений выполняют в соответствии с зависимостями (1-5), исходя из того, что основным инструментом количественного описания изменчивости в геостатистике является вариограмма- статистический двухточечный момент второго порядка.The measured parameters are applied to meteorological maps obtained from external sources of information. Seasonal parameters obtained for long-term observations in a given area and stored in the ROM of the processor unit are plotted on the same maps. At the same time, the error of predictive values is estimated by building a basic interpolation model of the kriging type. When comparing the statistical characteristics of the weather, a grid of hexanes is built in the form of equal regular hexagons, which are obtained by triangulating a sphere using the method of recursive partitioning; when making forecasts for areas affected by local weather signs, an appropriate correction is made in the predictive values. Next, the estimation of the error of the predictive values is carried out. The estimation of the error of predictive values is performed in accordance with the dependencies (1-5), based on the fact that the main tool for the quantitative description of variability in geostatistics is a semivariogram, a statistical two-point moment of the second order.
Так как вариограмма представляет собой аналитическую функцию, описывающую пространственную корреляционную структуру данных, то на практике эту функцию оценивают путем сглаживания «экспериментальной» вариограммы γ(r) по N точечным измерениям по формуле (Демьянов В.В. Геостатика: теория и практика. М.: Наука, 2010 - 327 с):Since the semivariogram is an analytical function that describes the spatial correlation structure of the data, in practice this function is estimated by smoothing the "experimental" semivariogram γ (r) by N point measurements using the formula (Demyanov V.V. Geostatics: theory and practice. M. : Science, 2010 - 327 s):
где r - расстояние от точки измерения х, Z - величина измерения. Эта функция характеризует степень различия данных в зависимости от расстояния между ними. Чем ближе значения данных (меньше разница между ними), тем больше значение вариограммы.where r is the distance from the point of measurement x, Z is the value of the measurement. This function characterizes the degree of difference between the data depending on the distance between them. The closer the data values (the smaller the difference between them), the larger the semivariogram value.
Базовой интерполяционной моделью дискретных наблюдений геостатистики является кригинг (Krige D.G. A statistical approach to some basic mine valuation problems on the Witwatersrand // J. of the Chem., Metal, and Mining Soc. of South Africa. - 1951. - Vol.52. - p.119-139).The basic interpolation model for discrete observations of geostatistics is kriging (Krige DG A statistical approach to some basic mine valuation problems on the Witwatersrand // J. of the Chem., Metal, and Mining Soc. Of South Africa. - 1951. - Vol. 52. - p. 119-139).
Выделяют несколько вариантов моделей кригинга (простой, обычный, универсальный, логнормальный, невязок и др.), которые различаются принятыми предположениями и используемой информации о моделируемой переменной. Кригинг использует вариограмму в качестве основного параметра и является основой всех методов, связанных с геостатистикой- интерполяции, вероятностного картографирования, стохастического моделирования.There are several variants of kriging models (simple, ordinary, universal, lognormal, residuals, etc.), which differ in the accepted assumptions and the information used about the modeled variable. Kriging uses the semivariogram as the main parameter and is the basis of all methods related to geostatistics - interpolation, probabilistic mapping, stochastic modeling.
Решение задачи кригинга наиболее просто описать как решение задачи нахождения некоторой линейного функционала от неизвестной функции Z(x) заданной в некотором объеме V по ее N измерениям Zi (i=1, …, N). Формально это можно записать в видеThe solution to the kriging problem is most simply described as the solution to the problem of finding some linear functional from the unknown function Z (x) given in a certain volume V by its N dimensions Z i (i = 1,…, N). Formally, this can be written as
Для оценки Y запишем взвешенное среднее по измерением в виде , где λi - факторы взвешивания. По договоренности звездочка в геостатистической литературе используется для обозначения оценочного значения как противопоставление действительному, но неизвестному значению. Решение (3) предполагает определение лучшего способа выбора факторов взвешивания. В кригинге веса выбираются такие, чтобы оценка была несмещенной, то есть, чтобы математическое ожидание E удовлетворяло условию:To estimate Y, we write the weighted average over the measurement in the form , where λ i - weighing factors. By convention, an asterisk is used in geostatistical literature to denote an estimated value as opposed to an actual but unknown value. Solution (3) involves determining the best way to select weighing factors. In kriging, weights are chosen such that the estimate is unbiased, that is, so that the mathematical expectation E satisfies the condition:
и с минимальной дисперсией:and with minimal variance:
где Var - символ выборочной дисперсии. Реальная оценка выражения (5) называется ошибкой кригинга.where Var is the sample variance symbol. The actual evaluation of expression (5) is called kriging error.
Выполняют анализ на содержание аномальных значений, характеризующих опасные явления, путем построения полуэмпирической модели колебаний уровня течений и волнений в зависимости от скорости, направления и продолжительности ветра. При этом верикацию полуэмпирической модели выполняют на основе многолетних гидрометеорологических наблюдений для конкретного района.An analysis is performed for the content of anomalous values characterizing hazardous phenomena by constructing a semi-empirical model of fluctuations in the level of currents and waves depending on the speed, direction and duration of the wind. In this case, the verification of the semi-empirical model is performed on the basis of long-term hydrometeorological observations for a specific area.
При прогнозировании опасных и особо опасных явлений, по полученным результатам измерений, строят карты распределения аддитивных показаний и отождествляют явления, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей.When predicting dangerous and especially dangerous phenomena, according to the obtained measurement results, maps of the distribution of additive readings are built and the phenomena characterized by the distribution of anomalous values of additive indicators are identified.
Блоки обмена данными выполнены в форматах GSM - связи, спутниковой связи и метеорной связи в УКВ диапазоне.Data exchange units are made in the formats of GSM - communication, satellite communication and meteor communication in the VHF range.
Метеорная радиосвязь в УКВ диапазоне основана на явлении отражения радиоволн от ионизированных следов, оставляемых микрометеорами при вхождении в атмосферу Земли с последующим их разложением. Количество метеоров, попадающих в земную атмосферу, в среднем, является достаточно постоянной величиной, благодаря которой возникающие в ионосфере возмущения обеспечивают непрерывность передачи информационных данных по этому каналу связи. Высота расположения отражающего метеорного слоя от поверхности Земли составляет 80-150 км. С учетом кривизны земной поверхности и высоты метеорного слоя дальность действия отраженного УКВ-радиосигнала достигает 2000 км.Meteor radio communication in the VHF range is based on the phenomenon of reflection of radio waves from ionized traces left by micrometeors when entering the Earth's atmosphere with their subsequent decomposition. The number of meteors entering the earth's atmosphere, on average, is a fairly constant value, due to which disturbances arising in the ionosphere ensure the continuity of information data transmission through this communication channel. The height of the reflecting meteor layer from the Earth's surface is 80-150 km. Taking into account the curvature of the earth's surface and the height of the meteor layer, the range of the reflected VHF radio signal reaches 2000 km.
Средства метеорной связи обеспечивают повышенную, по сравнению с коротковолновой радиосвязью, устойчивость при ионосферных возмущениях естественного, а также искусственного происхождения отсутствие «мертвых зон» в пределах всей зоны обеспечения; повышенную, по сравнению с другими видами связи помехозащищенность; простоту построения системы передачи данных от удаленных необслуживаемых объектов; более низкие требования к качеству электропотребления; сравнительно низкую стоимость аппаратуры и высокие экономические показатели функционирования системы метеорной связи по критерию эффективность/стоимость для труднодоступных районов и районов со слабо развитой инфраструктурой.Meteor communication facilities provide increased, in comparison with short-wave radio communication, stability against ionospheric disturbances of natural as well as artificial origin, the absence of "dead zones" within the entire support zone; increased, in comparison with other types of communication, noise immunity; simplicity of building a data transmission system from remote unattended facilities; lower requirements for the quality of power consumption; comparatively low cost of equipment and high economic indicators of the functioning of the meteoric communication system according to the criterion of efficiency / cost for hard-to-reach areas and areas with poorly developed infrastructure.
«Метеорный режим», использующий эффект отражения радиоволн от метеорного слоя Земли, является в данной системе связи основным. Одновременно с ним эта система может работать и в прямом режиме не отраженной «поверхностной волной» на дистанциях до 100 км над земной поверхностью (без ретрансляторов) и до 300 км над водными акваториями (в зависимости от солености воды). С использованием ретрансляторов пространственный охват данного вида связи может быть многократно увеличен. Экспериментальные образцы аппаратуры метеорной связи, прошли испытания и на линии «радиобуй - базовая станция», при этом получены дальности взаимной непрерывной связи поверхностной волной 120 км (не предельная дистанция). Система для организации связи по метеорному каналу в УКВ диапазоне, имеет в своем составе на каждую головную (ведущую) станцию до 128 ведомых стационарных или мобильных (подвижных) станций в радиусе до 1800-2000 км. В свою очередь, все ведомые станции в такой системе имеют возможность обеспечивать УКВ связь между собой поверхностной волной в радиусе до 80-100 км на суше и до 200-300 км в море. В предлагаемом варианте информационного взаимодействия функции ведомых мобильных (подвижных) станций, работающих в режиме поверхностной волны УКВ диапазона, будут выполнять транзитные суда, оборудованные конвенционной аппаратурой ЭКНИС. На подвижных гидрометеорологических и базовых станциях установлено телекоммуникационное оборудование сети WiMAX, обеспечивающее соединения базовых станций с подвижными объектами посредством широкополосного радиодоступа. Диспетчерская станция установлена стационарно в опорной точке с известными географическими координатами и содержит Геоинформационную систему (ГИС), оборудование для синхронизации по времени навигационного оборудования искусственных спутников Земли с оборудованием сети WiMAX, а также блок обработки информации с программным обеспечением, обеспечивающим совместную работу навигационного оборудования искусственных спутников Земли и сети WiMAX, при этом в качестве искусственных спутников Земли используют глобальную навигационную спутниковую систему ГЛОНАСС. При реализации предлагаемого способа обеспечивается надежная регистрация и классификация цунамигенных землетрясений и зарождения тропических циклонов, что позволяет давать своевременное (в течение нескольких минут) предупреждение об опасности цунами и тропических циклонов."Meteor mode", which uses the effect of radio waves reflection from the Earth's meteoric layer, is the main one in this communication system. Simultaneously with it, this system can operate in the direct mode of an unreflected "surface wave" at distances up to 100 km above the earth's surface (without repeaters) and up to 300 km above water areas (depending on the salinity of the water). With the use of repeaters, the spatial coverage of this type of communication can be increased many times over. Experimental samples of meteoric communication equipment were also tested on the "radio beacon - base station" line, while the distances for mutual continuous communication with a surface wave of 120 km (not the limiting distance) were obtained. The system for organizing communication via the meteor channel in the VHF range includes for each head (master) station up to 128 slave stationary or mobile (mobile) stations within a radius of up to 1800-2000 km. In turn, all slave stations in such a system have the ability to provide VHF communication with each other with a surface wave within a radius of up to 80-100 km on land and up to 200-300 km at sea. In the proposed version of information interaction, the functions of slave mobile (mobile) stations operating in the VHF surface wave mode will be performed by transit vessels equipped with conventional ECDIS equipment. The mobile hydrometeorological and base stations are equipped with telecommunication equipment of the WiMAX network, which provides connections between base stations and mobile objects via broadband radio access. The dispatch station is installed permanently at a reference point with known geographical coordinates and contains a Geographic Information System (GIS), equipment for time synchronization of the navigation equipment of artificial Earth satellites with equipment of the WiMAX network, as well as an information processing unit with software that ensures the joint operation of navigation equipment of artificial satellites Earths and WiMAX networks, while the GLONASS global navigation satellite system is used as artificial earth satellites. When implementing the proposed method, reliable registration and classification of tsunamigenic earthquakes and the origin of tropical cyclones is ensured, which makes it possible to give timely (within a few minutes) warning of the danger of tsunamis and tropical cyclones.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU №22082184.1. Patent RU No. 22082184.
2. Патент RU №2066467.2. Patent RU No. 2066467.
3. Авторское свидетельство SU №1300393.3. Copyright certificate SU No. 1300393.
4. Патент RU №22066466.4. Patent RU No. 22066466.
5. Авторское свидетельство SU №251694.5. Copyright certificate SU No. 251694.
6. Патент RU №1787273.6. Patent RU No. 1787273.
7. Патент RU №1787276.7. Patent RU No. 1787276.
8. Патент RU №1787275.8. Patent RU No. 1787275.
9. Патент RU №1787274.9. Patent RU No. 1787274.
10. Патент RU №2030769.10. Patent RU No. 2030769.
11. Патент RU №2319984 С2, 20.03.2008.11. Patent RU No. 2319984 C2, 20.03.2008.
12. Патент RU №2030766.12. Patent RU No. 2030766.
13. Walker D.F. and Bernard E.N. Comparison of t-phase spectra and tsunami. Amplitudes for tsunamigenic and other earthquakes. J. Geophys. Res., 98, c7, p.12557-12565, 1993.13. Walker D.F. and Bernard E.N. Comparison of t-phase spectra and tsunami. Amplitudes for tsunamigenic and other earthquakes. J. Geophys. Res., 98, c7, p. 12557-12565, 1993.
14. Okal E.A. Seismic parameters controlling far-field tsunami amplitudes: A Review. Nat. Hazards. 1, p.69-96,1988.14. Okal E.A. Seismic parameters controlling far-field tsunami amplitudes: A Review. Nat. Hazards. 1, p. 69-96, 1988.
15. Патент RU №2292569.15. Patent RU No. 2292569.
16. Левин Б.В., Носов M.A. Физика цунами, M.: Янус - К, 2005. 360 с. 16. Levin B.V., Nosov M.A. Tsunami Physics, M .: Janus - K, 2005.360 p.
17. Рабинович А.Б. Длинные гравитационные волны в океане: захват, резонанс, излучение. СПб.: Гидрометеоиздат, 1993, 325 с. 17. Rabinovich A.B. Long gravitational waves in the ocean: capture, resonance, radiation. SPb .: Gidrometeoizdat, 1993, 325 p.
18. Заявка SU №2010116097, 29.04.2009.18. Application SU No. 2010116097, 29.04.2009.
13. Патент RU №2457541 С1, 27.07.2012.13. Patent RU No. 2457541 C1, 27.07.2012.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125819A RU2748132C1 (en) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | Method for detecting the possibility of a tsunami |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125819A RU2748132C1 (en) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | Method for detecting the possibility of a tsunami |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2748132C1 true RU2748132C1 (en) | 2021-05-19 |
Family
ID=75920040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020125819A RU2748132C1 (en) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | Method for detecting the possibility of a tsunami |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2748132C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114779292A (en) * | 2022-04-20 | 2022-07-22 | 青岛智慧蓝色海洋工程研究院有限公司 | Method for measuring, monitoring and analyzing state of offshore surface atmospheric waveguide |
| CN115632723A (en) * | 2022-09-23 | 2023-01-20 | 中国电子科技集团公司第七研究所 | Frequency selection method, terminal, computer storage medium and system for short-wave communication |
| CN116203651A (en) * | 2023-01-18 | 2023-06-02 | 浙江大学 | Typhoon wind speed inversion method based on extremely low frequency noise |
| CN118551590A (en) * | 2024-07-30 | 2024-08-27 | 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 | Ocean wave mode numerical value tuning method and system for typical sea area |
| CN118965834A (en) * | 2024-10-16 | 2024-11-15 | 长江三峡集团实业发展(北京)有限公司 | A method and device for evaluating a meteorological mesoscale model |
| US20250138217A1 (en) * | 2022-07-01 | 2025-05-01 | Applied Physics, Inc. | Deep learning-based gravitational wave detection |
| CN120299221A (en) * | 2025-06-11 | 2025-07-11 | 国家海洋技术中心 | A tsunami monitoring and early warning method, system and storage medium with multi-source interference compensation |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2260819C1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-20 | Чернявец Антон Владимирович | Method for determining tsunami danger |
| US20080270034A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-10-30 | Friedlander Robert R | System and method for detection of earthquakes and tsunamis, and hierarchical analysis, threat classification, and interface to warning systems |
| RU2356073C1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВНИИОкеангеология" | Method of detecting tsunami waves by abnormal acoustic emission in atmosphere, hydrosphere and lithosphere |
| RU2362190C2 (en) * | 2007-05-04 | 2009-07-20 | Федеральное государственное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций" (Федеральный центр науки и высоких технологий) (ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)) | Method for predicting tsunamis |
| RU2457514C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-07-27 | Виктор Сергеевич Аносов | Method of determining tsunami precursor |
| DE102015000306A1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Bernd Seidel | Method and apparatus for earthquake, monster wave ... |
-
2020
- 2020-07-27 RU RU2020125819A patent/RU2748132C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2260819C1 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-20 | Чернявец Антон Владимирович | Method for determining tsunami danger |
| US20080270034A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-10-30 | Friedlander Robert R | System and method for detection of earthquakes and tsunamis, and hierarchical analysis, threat classification, and interface to warning systems |
| RU2362190C2 (en) * | 2007-05-04 | 2009-07-20 | Федеральное государственное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций" (Федеральный центр науки и высоких технологий) (ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)) | Method for predicting tsunamis |
| RU2356073C1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВНИИОкеангеология" | Method of detecting tsunami waves by abnormal acoustic emission in atmosphere, hydrosphere and lithosphere |
| RU2457514C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-07-27 | Виктор Сергеевич Аносов | Method of determining tsunami precursor |
| DE102015000306A1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Bernd Seidel | Method and apparatus for earthquake, monster wave ... |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114779292A (en) * | 2022-04-20 | 2022-07-22 | 青岛智慧蓝色海洋工程研究院有限公司 | Method for measuring, monitoring and analyzing state of offshore surface atmospheric waveguide |
| CN114779292B (en) * | 2022-04-20 | 2024-03-08 | 青岛智慧蓝色海洋工程研究院有限公司 | Method for measuring, monitoring and analyzing state of offshore atmospheric waveguide |
| US20250138217A1 (en) * | 2022-07-01 | 2025-05-01 | Applied Physics, Inc. | Deep learning-based gravitational wave detection |
| CN115632723A (en) * | 2022-09-23 | 2023-01-20 | 中国电子科技集团公司第七研究所 | Frequency selection method, terminal, computer storage medium and system for short-wave communication |
| CN116203651A (en) * | 2023-01-18 | 2023-06-02 | 浙江大学 | Typhoon wind speed inversion method based on extremely low frequency noise |
| CN118551590A (en) * | 2024-07-30 | 2024-08-27 | 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 | Ocean wave mode numerical value tuning method and system for typical sea area |
| CN118965834A (en) * | 2024-10-16 | 2024-11-15 | 长江三峡集团实业发展(北京)有限公司 | A method and device for evaluating a meteorological mesoscale model |
| CN120299221A (en) * | 2025-06-11 | 2025-07-11 | 国家海洋技术中心 | A tsunami monitoring and early warning method, system and storage medium with multi-source interference compensation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2748132C1 (en) | Method for detecting the possibility of a tsunami | |
| Nishida | Ambient seismic wave field | |
| Webb | Broadband seismology and noise under the ocean | |
| Galvan et al. | The 2009 Samoa and 2010 Chile tsunamis as observed in the ionosphere using GPS total electron content | |
| Hedlin et al. | Infrasound: Connecting the solid earth, oceans, and atmosphere | |
| Fujii et al. | Slip distribution and seismic moment of the 2010 and 1960 Chilean earthquakes inferred from tsunami waveforms and coastal geodetic data | |
| Ducic et al. | Ionospheric remote sensing of the Denali Earthquake Rayleigh surface waves | |
| Arrowsmith et al. | The seismoacoustic wavefield: A new paradigm in studying geophysical phenomena | |
| Chevrot et al. | Source locations of secondary microseisms in western Europe: Evidence for both coastal and pelagic sources | |
| Essen et al. | On the generation of secondary microseisms observed in northern and central Europe | |
| Larson | Unanticipated uses of the global positioning system | |
| Ikuta et al. | A new GPS‐acoustic method for measuring ocean floor crustal deformation: Application to the Nankai Trough | |
| Zhao et al. | Ionospheric and geomagnetic disturbances caused by the 2008 Wenchuan earthquake: A revisit | |
| Xiao et al. | The characteristics of microseisms in South China Sea: Results from a combined data set of OBSs, broadband land seismic stations, and a global wave height model | |
| RU2433425C2 (en) | Method for seismic prospecting hydrocarbons and method of determining attitude of producing formations on hydrocarbons and seismic station for realising said method | |
| Chadwell et al. | Plate motion at the ridge‐transform boundary of the south Cleft segment of the Juan de Fuca Ridge from GPS‐Acoustic data | |
| Ebeling | Inferring ocean storm characteristics from ambient seismic noise: A historical perspective | |
| Psimoulis et al. | Detection of ground motions using high-rate GPS time-series | |
| Haralambous et al. | Multi‐instrument observations of various ionospheric disturbances caused by the 6 February 2023 Turkey earthquake | |
| Wang et al. | Data assimilation using high‐frequency radar for tsunami early warning: A case study of the 2022 Tonga volcanic tsunami | |
| Srivastava et al. | GNSS TEC‐based detection and analysis of acoustic‐gravity waves from the 2012 Sumatra double earthquake sequence | |
| Arrowsmith et al. | Observations of infrasound from surf in southern California | |
| Yue et al. | Validation of linearity assumptions for using tsunami waveforms in joint inversion of kinematic rupture models: Application to the 2010 Mentawai Mw 7.8 tsunami earthquake | |
| Chen et al. | Microseismic sources during hurricane sandy | |
| RU2738589C1 (en) | Method for determining tsunami hazard |